DE2558836C3 - Elektrischer Geschoßzünder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Geschoßzünder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. ϊ<

Zünder der vorerwähnten Art sind beispielsweise durch die DE-AS 11 82 989 bzw. die DE-AS 12 15 555 bekannt. Die scharfe Greifkante bewirkt, daß sich der Kopfteil auch bei flachwinkligem Aufschlag am Ziel "verhakt und einen Axialstoß auf die piezoelektrische ,,„ Zelle überträgt. Der Puffer andererseits füllt seine Ausnehmung nicht voll aus. Er hält somit Stöße geringerer Energie, wie sie beispielsweise bei Maskentreffern erzeugt werden, von der Zelle ab. Darüber hinaus flacht er Impulsspitzen ab und verhindert _(l5 hierdurch ein Zerstören der Zelle.

Der hier vorgesehene Puffer bewirkt aber nicht nur eine Bedämpfung des Axialstoßes bei Frontalaufschlag des Kopfteils auf das Ziel, sondern auch bei flachwinkligem Zielaufschlag, bei dem der auf den Kopfteil treffende Axialimpuls ohnehin schon gering ist. Dies hat gegebenenfalls zur Folge, daß trotz der Greifkanic der Axiaistoß nicht ausreicht, die Pufferdämpfung zu überwinden und in der piezoelektrische» Zelle eine entsprechend hohe Spannung zu erzeugen.

Aus dem DE-GM 18 96 408 ist ein Kopfstück für Geschosse bekannt, das ein Abgleiten bzw. Abprallen bei schrägem Auftreffen verhindert. Das Kopfstück besteht aus zähem, oberflächengehärtetem Stahl. Die Stirnseile ist so ausgebildet, daß durch einen ausgearbeiteten Radius Seitenkanten entstehen. Aus aerodynamischen Gründen kann auf das Kopfstück eine Kappe aus Kunststoff aufgesetzt werden. Diese Kappe wcisi /ur Halterung im Kopfstück einen zylindrischen Ansät/ auf. der in eine Ausnehmung im Kopfstück eingesteckt isi. Der über das Kopfstück hinaus ragende Teil der Kappe ist kegelförmig ausgebildet. Eine itnpuisuümpfung durch die Kappe bei Frontalaufschlag auf Ziele ist nicht erwähnt

Aufgabe der Erfindung ist es. die lmpulsketle des Zünders so auszubilden, daß der bei Frontalaufschlag des Kopfteils z. B. auf eine Maske erzeugte Prallimpuls stark feedämpft bzw. absorbiert, die bei flachwinkligem Auftreffen des Geschosses auf ein festes Ziel erzeugte, in Geschoßachsrich'tung verlaufende Impulskomponenif jedoch ungedämpft auf die piezoelektrische Zelle übertragen wird-

Diese Aufgabe ist gemäß Anspruch 1 entsprechend dessen kennzeichnenden Merkmalen.

Durch diese Ausbildung und Anordnung des Puffers wird erreicht, daß bei Frontalaufschlag auf Ziele der axiale Impuls wesentlich gedämpft wird. Bei Maskentreffern bewirkt dabei der Puffer nicht nur ein Unterdrücken eines Axialimpulses unterhalb einer vorbestimmten Impulsschwe'le, soriJrm auch noch eine Art Aufdorneffekt. D. h„ der Kopfteil dringt mit der kleinen Vorderseite des Pufferkopfes ins Ziel ein und erfährt dabei auch noch eine elastische Verformung. Bei festen Zielen spielt die dabei auftretende Impulsrcdii/ie rung keine Rolle. Aber bei flachwinkligem Aufschlag des Kopfteils auf ein Zielobjekt tritt eine solche Impulsreduzierung nicht ein, da hierbei die Greifkante unmittelbar auf das Zielobjekt trifft, wodurch der Puffer und seine Dämpffunktion nicht wirksam werden.

Im Gegensatz zu der bekannten Lösung behält der Zünder nach der Erfindung se'iit bei flachwinkligem Zielaufschlag seine volle Empfindlichkeit.

Weitere konstruktive Varianten, die alle zum Ziel haben, unter Aufrechterhaltung der ungedämpften Übertragung der axialen Impulskomponente bei flachwinkligem Auftreffen, bei Frontalaufschlag des Kopfteils - gegebenenfalls unter Aufdornen des Zieles durch den vorstehenden Kegel - nur einen Teil des Stoßimpulses zu übertragen, d. h. die Impulsspitze zu reduzieren und dabei die Impulsdauer zu verlängern, bei Maskentreffern dagegen den Impuls gegebenenfalls völlig zu absorbieren, sind in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Die erfindungsgemäße Lösung führt zu einem Spannungsimpulsverhältnis von 1 (bei Maskenlreffern): 2 bis 3 (bei 15° Aufschlag auf feste Ziele). Auf diese Spannungsdifferenz läßt sich aber das Zündsystem bzw. eine diesem vorgeschaltete elektronische Schwelle ohne Schwierigkeiten abstimmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung nachstehend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Vorderteils eines Geschosses, im Augenblick des Auftreffens auf ein Ziel unter sehr flachem Auftreffwinkel,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Geschoß- bzw. Zünderkopf im Bereich II der Fi g. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch den Zündspannungsgenerator des Geschosses in seinem prinzipiellen Aufbau, im Zünder nach F i g. 1 im Bereich IU,

Fig.4 bis 7 verschiedene Ausführangsformen des erfindungsgemäßen Impulswandlers.

Nach den F i g. 1 bis 3 weist ein Geschoß 3 bzw. ein in dieses kopfseitig eingeschraubter Zünder in einen Zünderkörper 1 einen Zündspannungsgenerator (F i g. 3) auf, welcher aus eine^r piezoelektrischen Zelle 2 und einer von hinten an dieser anliegenden Masseplatte 4 besteht. In diesem Zündspannungsgenerator entsteht in bekannter Weise eine Spannung, wenn beim Zielaufschlag eine Prall- oder Schockwelle den Zünderkörper 1 und die Zelle 2 durchläuft bzw, wenn bei plötzlichem Abbremsen des Geschosses 3 infolge der Verzögerung die Masseplatte 4 die Zelle 2 auf den Zünderkörper 1 preßt. Die Höhe der Spannung wird dabei durch die Impulsspitze des Stoßes bestimmt. Durch diesen Spannungsimpuls wird aber beim Überschreiten einer Mindestschwellenspannung ein im Heck 5 des Zünders 1 angeordneter Detonator gezündet.

Übliche beispw. mit einer ogivalen Zünderhaube versehene Zünder gleiten bei Aufschlag auf eine Stahlplatte 6, die wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, in sehr flachem Winkel zur Geschoßbahn steht, ab. Sie hinterlassen gegebenenfalls eine längliche Gleitspur und zünden u. U. seitab vom Ziel. Der Zünder selbst erhält dabei aber nur senkrecht zur Geschoßachse einen stärkeren impuls, weicher den Zünder deformiert, so daß das Geschoß anschließend blind geht. Die axiale Impulskomponente ist so gering, daß durch sie in dem piezoelektrischen Zündspannungsgenerator keine zur Zündung des Detonators erforderliche Spannung erzeugt wird, vor allem dann, wenn die Struktur der ogivalen Zünderhaube nicht sehr kompakt ist bzw. eventuell nur eine dünne ballistische Haube ist.

Um dies zu vermeiden, d. h. auch bei flachwinkligem Ziclaufschla-ξ eine ausgeprägte und "usreichend hohe axiale Impulskomponente zu erreichen, ist in den Zünderkörper 1 an seiner Spitze ein Kopfteil 7 aus gehärtetem Stahl eingesetzt, das mit einer Ringschulter 8 auf einer Stirnnngfläche 9 des Zünderkörpers 1 aufsii/t. Am oberen Rand seines etwas zylindrischen, über den Zünderkörper 1 überstehenden Kopfes weist das Kopfteil 7 eine scharfe Greifkante 10 auf. an die sich zur Mitte hin eine trichterförmige Ausnehmung 11 anschließt. Beim fiachwinkligen Auftreffen des Geschosses 3 auf die Stahlplatte 6 frißt sich die scharfe Greifkante 10 in das Zielmaterial. Das Geschoß 3 verhakt sich in der Platte 6. Dabei wird im Zünder 1 eine deuiliche und steil ansteigende axiale impulskomponente bewirkt, die ausreicht, in der Zelle 2 die zur Zündung des Detonators erforderliche Zündspannung zu erzeugen.

Wie einleitend bereits erwähnt wurde, wird aber beim Frontalaufprall eines solchen Zünders auf eine Maske, nachgebildet beispw. durch ein Ziel von 1 m/m Pappe, in dem Zünderkörper 1 eine Aufprall-, d. h. eine Schockwelle erzeugt, die zwar einen geringen Energieinhalt besitzt, dafür aber extrem steil verläuft. Diese Schockwelle durcheilt den Zünderkörper 1 in Axialrichtung und trifft mit voller 'Vmplitude auf die Zelle 2. In dieser ruf: sie einen kurzen, aber sehr hohen Spannungsimpuls hervor, der ausreicht, den Detonator zu zünden. Um diesen Aufprallimpuls zu dämpfen bzw. zu wandeln und zwar in der Form, daß — bei im wesentlichen gleichem Energieinhalt — die Impulsspitze verringert und die Impulsdauer verlängert wird, ist in die Ausnehmung 11, welche in der Mitte in eine zentrische SackJochbohrung 12 mündet, die nach unten durch einen Boden 13 abgeschlossen ist, ein Stopfen 14

in eingedrückt. Dieser etwas Iinsenkopfförmige Stopfen 14 ragt mit einem Vorsprung 15 axial über die Greifkante 10 vor, während er radial etwa an der Greifkante 10 ausläuft Der Vorsprung 15 kann ballig oder wie F i g. 5 veranschaulicht, als Kegel 16 ausgebildet sein. Die

I^ (Spitz-)Kegelform bewirkt beim Zielaufprall auf ein nachgiebiges Ziel ein Aufdornen. Der Stopfen 14 besteht aus einem verformbaren Werkstoff, vornehmlich aus einem im Bereich von —40° bis +70⁰C in gewissen Grenzen elastisch verforn^aren Kunstharz vornehmlich aus Polyacetal. Außer dem /.ufdomeftekt wird innerhalb eines Anfangsweges dadurch auch eine Impulsdämpfung erzielt; die Impulskurve schnellt -Mcht schlagartig steil nach oben, sondern steigt geneigt an. Sie erreu.;it daher auch — bei gleichem Energieinhalt — nicht die Spitzenhöhe wie sie bei einem Frontalaufprall des Kopfteiles 7 ohne Stopfen 14 auftreten würde. Der Stopfen 14 weist nach hinten einen zylindrischen Schaft 17 auf, der vornehmlich mit axial verlaufenden, radial überstehenden Rippen 18 (F i g. 5) oder mit Längsnuten

.!., 19 (Fig.4) versehen ist. Bodenseitig ist zwischen dem Ende des Schaftes 17 und dem Boden 13 ein Freiraum 20 vorgesehen, welcher dem Stopfen 14 bzw. dessen Schaft 17 eine elastische bzw. plastische Verformung gestattet, ehe das Schaftende auf den Boden 13 trifft. Abgesehen

Ii von der bei der Verformung des Stopfens 14 auftretenden Energieumwandlung, wird dadurch eine Dämpfung und Streckung der Impulskurve bewirkt. Die Kurve zeigt einen ersten Anstieg beim Auftreffen der Spitze des Vorsprunges 15,16 auf das Ziel, verläuft dann

4(i etwa gleichmäßig weiter und steigt dann u. U. nochmals gering an, wenn der Schaft 17 des Stopfens 14 auf den Boden 13 des Kopfteil* 7 auftrifft. Die Längsrppen 18 oder -nuten 19 dienen der Befestigung ur-j zentrischen Abstützung des Stopfens 14 im Kopfteil 7. sie

4> ermöglichen aber auch eine begrenzte radiale Materialverschiebung und ein axiales, wenn auch gebremstes Verschieben des Schaftes 17 in der Bohrung.

Um dem Stopfen 14 im Kopfteil 7 einen festen Halt /u geben, kann der Kopfteil 7. wie in F i g. 4 dargestellt ist.

mi mit gewinderingförmigen, erhabenen oder vertiefter, Rillen 21 versehen sein.

Der cr.iöhung der anfänglichen Impulsdämpfung bei Frontalaufprall des Zünders auf ein Ziel dient aber auch eine Ausbildung des Stopfens nach den F i g. 6 und 7.

s^ Dort weist nach F i g. 6 ein Stopfen 22 zur kegeligen Ausnehmung 11 des Kopfteiles 7 hin einen flacheren Kegelwinkel auf als -""ie Ausnehmung 11 selbst. Der erste Frontalaufprallstoß des Zünders auf ein Ziel wird daher zunächst durch die Eigenfederung des Stopfenwerkstof-

(,i, fes im Bereich des Kopfes aufgefangen. E?st nach Zurücklegung dieses Verformungsweges gelangt der Stopfen 22 in festeren Kontakt zum Kopfteil 7. Die Eingangsimpulskurve wird dadurch abgeflacht. Daneben kann gemäß F i g. 7 ein etwa pilzförmiger Stopfen

ιό 23 zur kegeligen Ausnehmung des Kopfteiles 7 hin auch eine Auskehlung 24 aufweisen, die in ähnlicher Weise bewirkt, daß erst verzögert eine geschlossene Impulskette entsteht.

Anstelle oder zusätzlich zu diesen Maßnahmen ist nach F i g. 7 das in den Freiraum 20 hineinragende, untere Ende eines Schaftes 25 mit einer kegel- oder kugelförmigen Spitze 26 versehen. Diese sitzt in Ausgangsstellung auf dem Innenboden 13 des Kopfteils 7 überhaupt nicht bzw. nur punktförmig auf. Dadurch tritt beim Einstoßen des Stopfens 23 zunächst, eine elastische, anschließend eine plastische Verformung des Stopfens 23 und erst dann ein voller Kraftschluß von der Zielwand über den Stopfen 23, den Kopfteil 7 und den Zünderkörper 1 zum Zündspannungsgenerator 2 ein.

Dieser Impulswandler und -dehner, der bei Maskentreffern ein Ansprechen des Zünders mit Sicherheit verhindert, beeinträchtigt nicht die Funktionsfähigkeit des Zündspannungsgenerators 2 bei Aufschlag des Geschosses 3 auf ein Festziel und insbesondere nicht das Einhaken der Greifkante 10 im Zic! bei fiach-Yvinkügem Aufschlag des Geschosses.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Geschoßzünder mit einer in dessen Innenraum angeordneten piezoelektrischen Zelle, in < welcher beim Zielaufschlag durch eine Prall- oder Schockwelle eine Spannung erzeugt wird, mit einem Kopfteil an der Zünderspitze, welches an seiner Stirnseite eine trichterförmige Ausnehmung aufweist, die eine scharfe Greifkante bildet, und welches außerdem eine zylindrische Ausnehmung für einen den Axialstoß dämpfenden Puffer aus verformbarem Werkstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (7) im Zünderkörper (1) in an sich bekannter Weise fest montiert ist und i< der Puffer als Stopfen (14, 22, 23) ausgebildet ist, welcher in die trichterförmige Ausnehmung (1 i) des Kopfteil^ ^7) eingesetzt ist, sich in die zylindrische Ausnehmung (Schaft 17, 25} hineinersirccki, den Kopfteil (7) nach vorn mit einem balligen oder kege- 2n ligen Vorsprung (15,16) überragt, welcher innerhalb des Kopfteils (7) begrenzt verschiebbar ist und aus einem innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa -40° bis etwa +70⁰C elastisch verformbaren Kunstharz, vornehmlich aus Polyacetal. besteht. i>

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der Ausnehmung (11) des Kopfteils (7) kleiner ist als der des Stopfens (23).

3. Zünde nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (23) zum Kopfteil (7) 3» hin derart ausgekehlt ist, daß er in Ausgangsstellung nur mit seinem Rand der Oreifkante (10) benachbart auf dem Kopfteil (7 aufsitzt.

4. Zünder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (17) des Stopfens (14) mit .?< radial eingestochenen Längsnuten (19) oder aber mit radial überstehenden Längsrippen (18) versehen ist.

5. Zünder nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Schaft (17) des Stopfens (14) aufnehmende zylindrische Sac''-lochbohrung (12) des Kopfteils (7) mit gewinderingartigen, erhabenen bzw. vertieften Rillen (21) versehen ist.

6. Zünder nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (25) des 4s Stopfens (23) zum Innenboden (13) des Kopfteiles (7) hin kegel- bzw. kugelförmig ausgebildet ist und in der Ruhestellung am Innenboden (13) nicht oder nur punktförmig anliegt.