DE2234849B2 - Von einem Windradgenerator gespeiste Zündeinrichtung, insbesondere für aus Flugzeugen abwerfbare Bomblets - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine von einem Windradgenerator gespeiste Zündeinrichtung, insbesondere für aus Flugzeugen abwerfbare Bomblets, mit einer Zündkette, die ein einen Detonator tragendes, aus einer Sicherungs- in eine Scharfstellung bewegbares erstes in der Sicherungsstellung die Zündkette unterbrechendes mechanisches Sicherungselement sowie einen vom Windradgenerator gespeisten Zündkreis für die Zündpille des Detonators aufweist

Bei einer bekannten (US-Patentschrift 31 40 661), insbesondere für die Initiierung der Explosionsladung von Geschossen dienenden Zündeinrichtung ist das Windrad über eine Fliehkraftbremse mit dem Generator gekoppelt. Hierdurch wird erreicht, daß der Windradgenerator im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit des Geschosses mit einer bestimmten annähernd konstanten Drehzahl betrieben wird. Damit das Zündsystem des Geschosses erst nach einer bestimmten Flugzeit mit Spannung versorgt wird, ist als mechanisches Sicherungselement eine mit der Achse des Generators über ein Getriebe gekuppelte, geschlitzte Scheibe vorgesehen. Erst dann, wenn der Schlitz dieser Scheibe zwischen einer Initialladung und einer Anfeuerungsmasse Hegt, kann ein Durchzünden erfolgen. Die Scheibe trägt ferner im Zündstromkreis liegende Schaltkontakte, um ein Abschalten der Zündstromkreises bzw. eine Selbstzerlegung des Geschosses zu ermöglichen, wenn diese Schaltkontakte mit Gegenkontakten in Wirkverbindung gelangen.

Zum Schärfen dieser Zündeinrichtung ist hier ein von der Generatorausgangswelle angetriebenes uhrwerkähnliches Getriebe vorgesehen, das aufwendig ist und einen Raumbedarf aufweist, der den Einsatz in relativ kleinen drallfreien Sprengkörpern, wie den obenerwähnten Bomblets, praktisch unmöglich macht Außerdem bedürfen solche Zündeinrichtungen einer sorgfältigen Wartung, um auch nach langjähriger Lagerzeit funktionsfähig zu bleiben.

Der Raumbedarf für diese Zündeinrichtung wird auch dadurch bedingt, daß Windradgenerator und Zahnradgetriebe gleichachsig hintereinander angeordnet sind, wodurch sich notwendig eine große Baulänge ergibt, die ebenfalls eine Verwendung eines derartigen Windradgenerators bei den erwähnten Bomblets verhindert

Aus der DE-PS 19 48382 ist eine elektrische Zündschaltung mit zwei Kondensatoren bekannt, die von einer oder mehreren Konstantstromqueilen aufgeladen werden. Die Kondensatoren gehören jeweils Entladestromkreisen an, die über eine Schwellwertschaltung miteinander verkoppelt sind, wobei dann, wenn die Zündspannung ein gewisses Niveau erreicht, der Zündimpuls abgegeben wird.

Eine derartige Schaltung ist im wesentlichen eine Umladungsschaltung bzw. eine Ladungsüberwachungsschaltung, die dann, wenn der Generator bzw. die Generatoren die Kondensatoren aufgeladen haben, von den Generatoren getrennt wird. Eine Verwendung dieser Schaltung mit einem Windradgenerator ist hier nicht vorgesehen.

Infolge des fehlenden Dralls oder ausreichend hoher Beschleunigungen, die über den normalen Beschleunigungen bei der Handhabung liegen, treten bei den genannten, als sogenannte Streumunition bezeichneten Bomblets keine signifikanten Kräfte auf, die als Auslösekriterien zur Entsicherung der Zündeinrichtung benutzt werden könnten. Solche Sprengkörper weisen keine eigene Beschleunigungsladung auf, sondern werden mit Hilfe von Raketengefechtsköpfen verschossen oder aus von Flugzeugen getragenen Schüttbehältern innerhalb des zu beaufschlagenden Gefechtsfeldes verteilt Als eindeutiges Einsatzkriterium tritt daher lediglich ein langer andauernder freier aber meist orientierter Fall solcher Sprengkörper nach ihrem Ausstoß aus dem Gefechtskopf oder Behälter auf, so daß die Anwendung von Windradgeneratoren als Sicherungselement ideal wäre. Infolge ihrer geringen räumlichen Abmessungen und der Art ihrer Sprengladung, die oft als Hohlladung ausgebildet ist, können jedoch bekannte, relativ groß bauende Zündeinrichtungen, die eine starre gleichachsige Zuordnung von Windrad, Sicherungselementen und Generator aufweisen, nicht verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine von einem Windradgenerator gespeiste Zündeinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, deren Baugröße gegenüber bekannten Zündeinrichtungen mit Windradgeneratoren erheblich verkleinert ist; insbesondere sollen deren mechanischen Bauteile kleiner und

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Raumbedarf' erforderliche gleichachsige Anordnung von Windrad, Generator und Sicherungselement sowie auf damit etwaig verbundene Zahnradgetriebe verzichtet werden, so daß eine nur wenig Raum beanspruchende und auch nach langjähriger Lagerzek funktionstüch- s tige Zündeinrichtung entsteht, die für drallos fliegende Sprengkörper kleinster Abmessungen, wie die erwähnten Bomblets mit Hohlladungen oder Splitterladungen, verwendbar ist

Ausgehend von einer Zündeinrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Windrad des Windradgenerators als Polrad ausgebildet ist, daß der Windradgenerator als weiteres Sicherungselement ausgebildet und aus einer Sicherungs- in eine Wirkstellung überführbar ist und elektrisch Ober ein Schwellglied mit einer Zündpille einer pyrotechnischen Ladung verbunden ist, die auf ein Verformungselement wirkt, welches das erste, den Detonator tragende Sicherungselement in Sicherungsstellung sperrt und nach Zündung der pyrotechnischen Ladung freigibt und daß ferner der vom Windradgenerator gespeiste Zündkreis für die Zündpille des Detonators des ersten Sicherungselements mittels des ersten Sicherungselements während dessen Bewegung in die Scharfstellung von dem Windradgenerator elektrisch trennbar ist

Vorzugsweise ist im Zündkreis für die Zündpille des Detonators ein von der Generatorvorspannung auslösbares Zeitglied vorgesehen; die Zündpille wird hierbei ausgelöst, sobald der Windradgenerator sich in der Entsicherungsstellung befindet, in die er durch die Auslösung der pyrotechnischen Ladung bringbar ist

Das die Übertragungsladung tragende Sicherungselement ist also sowohl von einer mechanisch als auch von einer pyrotechnisch auslösbaren Sperre gehalten. Vorzugsweise ist das erste Sicherungselement zusätzlich mittels eines Sicherungsstiftes mechanisch gesichert der beim Übergang des Windradgenerators aus der Sicher- in die Wirkstellung außer Eingriff mit dem ersten Sicherungselement gerät

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Zündeinrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf. So kann, da die Kraft die für die verschiedenen Funktionsprozesse des ZUndvorganges benötigt wird, durch elektrisch aktivierbare Elemente erzeugt wird, das Windrad äußerst klein ausgebildet werden und braucht keine mechanischen Sicherungselemente, wie Fliehkraftkupplungen u. ä. zu betätigen. Sicherungselement und Windradgenerator brauchen nicht mehr gleichachsig angeordnet werden, so daß eine optimale Raumausnutzung möglich wird. Da ferner auf uhrwerkähnliche Getriebe als Verzögerungselemente verzichtet ist entfallen alle Wartungsprobleme. Die Ausbildung des Windrades als Polrad vereinfacht ebenfalls die Zündeinrichtung, zumal der Raum und das Gewicht für ein besonderes Generator- vi polrad eingespart werden können.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsieht auf eine Zündeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.2 eine Draufsicht auf die Zündeinrichtung gemäß F i g. 1 bei ausgefahrenem Windradgenerator;

F i g. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III III in F i g. 1;

F i g. 4 eine Seitenansicht der Zündeinrichtung gemäß Fig.l;

F i g. 5 eine Seitenansicht des Windradgenerators; Fig.6 den Strom'aufplan der Zündeinrichtung

gemäß Fig. 1.

Innerhalb eines hier nicht dargestellten zylindrischen Sprengkörpers ist ein die noch zu beschreibende Zündeinrichtung umfassendes Gehäuse 1 angeordnet das in einer Ausnehmung 2 einen Windradgenerator G trägt Eine Feder 3 hat das Bestreben, den in Fig.5 näher dargestellten Windradgenerator G in die in F j g. 2 dargestellte Lage zu bewegen.

Der Windradgenerator besteht im wesentlichen aus einem mehrteiligen Gehäuse 5, in dem sich eine kreisförmige Ausnehmung 6, ein im rechten Winkel dazu liegendes Durchgangsloch 7 und eine unregelmäßig geformte Ausnehmung 8 befinden. Die Ausnehmung 8 nimmt die mit Induktionsspulen 10 versehenen Ständerbleche 11 auf, denen ein in der kreisförmigen Ausnehmung befindliches Polrad 12 zugeordnet ist Die Magnetpole 14 des in den hier nicht näher dargestellten Abdeckplatten 13 drehbar gelagerten Polrades sind gleichzeitig als Windradflügel ausgebildet, die in das Durchgangsloch 7 ragen.

Wie F i g. 1 zeigt weist das Gehäuse 5 einen Absatz 15 auf, der sich bei ausgefahrenem Windradgenerator gegen ein Verformungselement 16 legt das an der Seitenwand einer öffnung 18 des Gehäuses 1 befestigt ist vgL auch F \ g. 2.

Ferner ist dem Windradgenerator eine pyrotechnische Ladung 20 zugeordnet die sich innerhalb des von der Feder 3 eingenommenen Raumes der Ausnehmung 2 befindet Diese pyrotechnische Ladung liegt in einem später noch zu beschreibenden Zündstromkreis.

Rechtwinklig zur öffnung 18 befindet sich eine weitere Ausnehmung 22 innerhalb des Gehäuses 1, die ein Sicherungselement 23 aufnimmt welches mittels eines Bolzens 24 im Gehäuse 1 um 90 Grad schwenkbar gelagert ist Eine Feder 25, die einerseits im Gehäuse 1 und andererseits in einem Schlitz am Bolzen 24 angreift hat das Bestreben, das Sicherungselement 23 in die in Fig.3 dargestellte Lage zu schwenken. An dieser Schwenkbewegung wird das Sicherungselement durch das schon erwähnte Verformungselement 16, das sich im Schwenkbereich des Sicherungselementes befindet, gehindert Das Sicherungselement 23 weist eine abgesetzte Durchgangsbohrung 26 auf, die mit einem Detonator 28 gefüllt ist Eine weitere rechtwinklig zur Durchgangsbohrung angeordnete Bohrung 30 verbindet in der in Fig.3 dargestellten Scharfstellung den Detonator mit einer weiteren abgesetzten Bohrung 31 im Gehäuse 1, in der eine Zündpille 32 angeordnet ist

Das Sicherungselement 23 weist ferner eine in eine Außenmantelfläche eingearbeitete Nut 34 auf, in die ein Sicherungsstift 35 eingreift Der Sicherungsstift befindet sich an einem im Gehäuse 1 gelagerten Bolzen 36, der, sobald der Sprengkörper seinen Schüttbehälter o.a. verlassen hat unter dem Einfluß einer hier nicht dargestellten Feder in die in F i g. 4 dargestellte Lage bewegt wird. In dieser Lage ist der Sicherungsstift 35 außer Eingriff mit der Nut 34 des Sicherungselementes 23.

Mit dem Gehäuse 1 ist ferner ein Rohr 39 verbunden, das ein Zugseil 40 und eine elektrische Leitung 41 umfaßt Über das Zugseil 40 wird sin Zugschalter 42 betätigt der im noch zu beschreibenden Zündstromkreis liegt

Schließlich ist ein weiterer Schalter 43 vorgesehen, der auf einer Platine 44 befestigt ist die einen Teil der noch zu beschreibenden Zündelektronik trägt und der über einen Stößel 45 betätigbar ist Ein weitere Platine 45, die oberhalb der Ausnehmung 2 angeordnet ist trägt

ebenfalls einen Teil der noch zu beschreibenden Zündelektronik.

Nunmehr sei im Zusammenhang mit F i g. 6 die schon erwähnte Zündelektronik im einzelnen beschrieben. Der eine Wechselspannung liefernde Windradgenerator G lädt über einen Widerstand R, und eine Diode A einen Kondensator Q auf, wobei die Ladezeit dieses Kondensators durch die Größe des Widerstandes R\ — der sich aus dem Generatorinnenwiderstand und dem Außenwiderstand zusammensetzt — beeinflußt werden. Die Höhe eier Generatorspannung in Abhängigkeit von der Drehzahl des Windrades ist durch die Auslegung des Generators festgelegt

Mit dem Kondensator G ist ein spannungsabhängiger Schalter, beispielsweise in Form einer Vierschicht-Diode Di oder eines MOS-Schalters verbunden, der in Serie mit der pyrotechnischen Ladung 20 geschaltet ist

Mit dem Kondensator C\ ist über den normalerweise geschlossenen Schalter 43 eine weitere Diode Ds verbunden, über die ein Zündkondensator Ci auf die annähernd gleiche Spannung wie der Kondensator Q aufgeladen wird. Ober diesen wird ein elektronisches Zeitglied 47 gespeist, das, sofern der Zugschalter 42 geschlossen ist, die Zündpille 32 zum Ansprechen bringt Befindet sich in diesem Augenblick das Sicherungselement in der in F i g. 3 dargestellten Scharfstellung, wird über die Zündpille der Detonator 28 gezündet, der die hier nicht dargestellte Explosivladung des Sprengkörpers auslöst

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist folgende.

Sobald der Sprengkörper aus dem ihn tragenden Raketengefechtskopf oder aus einem Schüttbehälter ausgestoßen ist bewegt sich der Bolzen 36 und damit der Sicherungsstift 35 in die in F i g. 4 dargestellte Lage und kommt dabei außer Eingriff mit dem Sicherungselement 23. Gleichzeitig ist der Windradgenerator G durch seine Feder 3 aus der in F i g. 1 dargestellten Lage in die in F i g. 2 dargestellte Lage bewegt worden, so daß er von der ihn umgebenden Luft angeströmt werden kann. Durch die vom Windradgenerator nunmehr erzeugte Spannung wird der Kondensator Q aufgeladen. Ober den geschlossenen Schalter 43 und die Diode D* wird der Kondensator Ci auf die gleiche Spannung gebracht. Überschreitet nun die Spannung des Kondensators C\ die Zündspannung des spannungsabhängigen Schalters — Diode Di — so bringt dieser die pyrotechnische Ladung 20 zur Auslösung. Der sich dabei aufbauende Gasdruck verformt über das Gehäuse 5 des Windradgenerators das Verformungselement 16, so daß dieses das Sicherungselement 23 freigibt. Dieses wird unter dem Einfluß der Feder 25 um 90 Grad in die in F i g. 3

ίο dargestellte Scharfstellung geschwenkt — der Sicherungsstift 35 war bereits anfangs außer Eingriff gebracht worden —, so daß der Detonator 28 von der Zündpille 32 angefeuert werden kann. Beim Schwenken des Sicherungselements in seine Scharfstellung wird über

is den Stößel 45 der Schalter 43 geöffnet, so daß der Stromkreis, bestehend aus Diode D₃ und Zündkondensator Ci, vom Windradgenerator getrennt ist. Hierdurch wird erreicht daß der Zündkondensator C₂ nur auf die Spannung, die durch den spannungsabhängigen Schalter

Di vorgegeben ist, aufgeladen wird.

Wird nun von dem Zeitglied 47 der Zündimpuls abgegeben, so bringt dieser, wie schon erwähnt, die Zündpille 32 zum Ansprechen und löst dadurch den Detonator 28 aus.

Bei nichtgeschlossenem Schalter 42 kann dagegen der Detonator nicht initiiert werden.

Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen des elektrischen Zündkreises möglich, insbesondere kann zwischen Generatoren und Diode D\ in bekannter Weise ein Filter geschaltet werden, so daß durch die Wahl des Frequenzbereiches des Filters der Sprengkörper erst ab Erreichen einer bestimmten Sinkgeschwindigkeit — entsprechend einer bestimmten Drehzahl des Windgenerators — mit Spannung versorgt wird.

Wie die vorstehend beschriebene Zündeinrichtung zeigt kann der Windradgenerator örtlich an einer anderen Stelle untergebracht werden als das Sicherungselement, wobei das Entsicherungskriterium in Form eines Spannungsstoßes oder Impulses über elektrische Leitungen an den Ort des Sicherungselementes übertragen werden kann, so daß ein äußerst gedrängter Aufbau und die Verwendung von mechanisch einfachen Schaltgliedern möglich wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Von einem Windradgenerator gespeiste Zündeinrichtung, insbesondere für aus Flugzeugen abwerfbare Bomblets, mit einer Zündkette, die ein einen Detonator tragendes, aus einer Sicherungs- in eine Scharfstellung bewegbares erstes in der Sicherungsstellung die Zündkette unterbrechendes mechanisches Sicherungselement sowie einen vom Wiudradgenerator gespeisten Zündkreis für die Zündpille des Detonators aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Windrad des Windradgenerators als Polrad (14) ausgebildet ist, daß der Wiiidradgenerator (G) als weiteres Sicherungselement ausgebildet und aus einer Sicherunss- in eine Wirkstellung überführbar ist und elektrisch über ein Schwellglied YA) mit einer Zündpille einer pyrotechiuschen Ladung (20) verbunden ist, die auf ein Verformungselement (16) wirkt, welches das erste, den Detonator (28) tragende Sicherungselement (23) in Sichemngsstellung sperrt und nach Zündung der pyrotechnischen Ladung (20) freigibt, und daß ferner der vom, Windradgenerator gespeiste Zündkreis (Q, 47,42,32) für die Zündpille (32) des Detonators (28) des ersten Sicherungselements (23) mittels des ersten Sicherungselementes (23) während dessen Bewegung in die Scharfstellung von dem Windradgenerator elektrisch trennbar ist

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zündkreis für die Zündpille (32) des Detonators ein von der Generatorvorspannung auslösbares Zeitglied (47) vorgesehen ist

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwellglied eine über einen Kondensator (Q) an der Generatorspannung liegende Vierschichtdiode (Eh) ist

4. Zündkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Sicherungselement (32) zusätzlich mittels eines Sicherungstiftes (35) mechanisch gesichert ist, der beim Obergang des Windradgenerators (G) aus der Sicher- in die Wirkstellung außer Eingriff mit dem ersten Sicherungselement (23) gerät