DE2847548A1

DE2847548A1 - Elektrischer geschosszuender

Info

Publication number: DE2847548A1
Application number: DE19782847548
Authority: DE
Inventors: Peter Ing Grad Weidner
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1980-05-14
Also published as: GB2044897B; NL7906419A; FR2440538A1; GB2044897A; US4280410A; NL181754B; CH641555A5; NL181754C; DE2847548C2; FR2440538B1; IL58468A

Description

— 3 Fa. DIEHL GMBH & CO., Stephanstr. 49, 8500 Nürnberg

Elektrischer Geschoßzünder

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Geschoßzünder, insbesondere Bodenzünder, mit einer piezokeramischen Zelle als Stromerzeuger, in der durch den Gasdruck einer pyrotechnischen Ladung eine Spannung erzeugbar ist.

Bei elektrischen GeschoßZündern mit einer piezokeramischen Zelle als Stromerzeuger ist die Zelle meist so angeordnet, daß sie entweder beim Abschuß - unter Wirkung der Beharrungskräfte oder beim Zielaufschlag einer Druck- oder Stoßbelastung ausgesetzt und dadurch in ihr die zum Zünden der Sprengladung erforderliche elektrische Energie erzeugt wird. Dazu ist die Zelle entweder in der Spitze des Geschosses oder aber in dessen Boden angeordnet.

Daneben ist es (DE-OS 22 06 646) auch bekannt, die zur Erzeugung der eis ktrischen Energie erforderliche mechanis ehe Druckenergie durch eine pyrotechnische Ladung zu erzeugen.

Während die bei der Abschußbeschleunigung auftretenden Kräfte zwar ausreichen, in einer piezokeramischen Zelle die zur Zündung erforderliche Spannung zu erzeugen, reicht diese Energie oft nicht aus, im Zünder gegebenenfalls noch vorhandene weitere elektrische Schaltkreise ebenfalls zu speisen. Andererseits benötigt eine Stromquelle nach der vorgenannten OS eine eigene pyrotechnische Ladung sowie eine zusätzliche Zündeinrichtung.

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Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 27 46 599.2), bei einem elektrischen Geschoßzünder eine piezokeramische Zelle durch den Gasdruck der Geschoßtreibladung zu beaufschlagen. Die piezokeramische Zelle ist gemäß diesem Vorschlag in einer Vertiefung an der Außenseite des Geschoßhecks angeordnet und wird durch eine Druckplatte abgedeckt, die durch den Gasdruck der Geschoßtreibladung gegen die piezokeramische Zelle gepreßt wird.

Man erhält durch diese Anordnung einen piezokeramischen Stromerzeuger, dessen Leistung erheblich über derjenigen der mit Beharrungskraft arbeitenden piezokeramischen Stromerzeuger liegt. Die so erzeugte elektrische Energie wird über gasdichte Leitungsdurchführungen an die im Geschoßinnern untergebrachte elektronische Speicherschaltung abgeführt. Dabei stellen die Durchführungen durch den Geschoßboden insofern relativ hohe Anforderungen an den konstruktiven Aufwand, als sie dem Treibladungsdruck standhalten und ein Eindringen der Treibladungsgase in das Geschoßinnere zuverlässig verhindern müssen. Dies aber ist entscheidend für die Rohrsicherheit der mit einem derartigen elektrischen Geschoßzünder ausgestatteten Geschosse.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stromerzeuger eines elektrischen Geschoßzünders der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er die gleiche Leistung wie die vorstehend beschriebene Anordnung abgibt, dabei jedoch bauartbedingt eine höhere Rohrsicherheit bei gleichzeitig möglichst verringertem konstruktiven Aufwand bietet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem sie bei einem derartigen Geschoßzünder vorsieht, daß die piezokeramische Zelle an der Innenseite des Geschoßbodens bzw. einer Bodenschraube anliegend gehaltert ist und daß auf der Außenseite des Geschoßbodens bzw. der Bodenschraube in einem Abstand zu diesem eine

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Berstplatte angeordnet ist, die durch den Gasdruck der Geschoßtreibladung beaufschlagbar und mittels derer bei ihrem Zerbersten im Geschoßboden bzw» in der Bodenschraube eine Schockwelle zur Anregung der piezokeramischen Zelle erzeugbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, die Geschoßtreibladung zugleich auch zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines Piezogenerators zu verwenden, ohne daß dadurch zusätzliche Maßnahmen zur Gewährleistung der Rohrsicherheit notwendig werden. Dadurch, daß die piezokeramische Zelle nicht unmittelbar durch den Anstieg des Gasdrucks angeregt wird, sondern daß dieser mit Hilfe der Berstplatte in eine Schockwelle umgewandelt wird, ergibt sich zudem nochmals eine überraschende Steigerung der Energieausbeute. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß nicht mehr der sich im Millisekundenbereich vollziehende Druckanstieg, sondern der noch erheblich kürzere Schock bei der Zerlegung der Berstplatte die Kompression der piezokeramischen Zelle bewirkt. Es ist dabei auch ohne weiteres möglich, mehrere derartiger Zellen hintereinander im Geschoßinnern anzuordnen, wodurch sich die Energieausbeute nochmals steigern läßt. Indem die piezokeramische Zelle bei der bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Geschoßzünders zwischen dem Geschoßboden bzw. der Bodenschraube und einem im Geschoß fixierten, vorzugsweise eingeschraubten Zwischenboden angeordnet ist, ist sie gegenüber einer ungewollten Beaufschlagung geschützt. Dadurch ist zugleich eine hohe Handhabungs- und Funktionssicherheit des erfindungsgemäßen Zünders gewährleistet.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Geschoßzünders nach der Erfindung ist die Berstplatte in einer napfartigen Vertiefung im Geschoßboden angeordnet und ist damit gegen vorzeitige Beschädigungen weitgehend geschützt. Dies trägt ebenso zu einer

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weiteren Erhöhung der Funktionssicherheit bei, wie die Anordnung von Druckausgleichsöffnungen geringen Querschnitts, die den möglichen Aufbau eines Luftpolsters zwischen der Berstplatte und dem Geschoßboden verhindern.

Die Ansprüche 5 und 6 enthalten vorteilhafte Weiterbildungen des erfindunsrsgemäßen Geschoßzünders im Hinblick auf seine mögliche Verwendung auch in Leuchtspurgeschossen.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert werden.
Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Bodenschraube eines Geschosses, enthaltend einen Bodenzünder mit piezoelektrischem Stromerzeuger nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Bodenschraube,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine entsprechende Bodenschraube eines Leuchtspurgeschosses,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine entsprechende Bodenschraube eines weiteren Leuchtspurgeschosses

Fig. 5 eine Aufsicht auf die Bodenschraube gemäß Fig. 4.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Nach Fig. 1 ist eine scheibenförmige piezokeramische Zelle eines Bodenzünders so in den Geschoßboden, gebildet durch eine

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Bodenschraube 2, eingebaut, daß sie mit einer Fläche fest an dessen Innenseite anliegt. Die pieζokeramische Zelle wird bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel von einem in die Bodenschraube eingeschraubten Zwischenboden 3 sowie von einem aus isolierendem Material bestehenden Ring 4 in ihrer Position gehalten. Weiterhin ist die Zelle 1 mit Anschlußfahnen bzw. Kontakten 5 versehen, von denen einer direkt mit der Bodenschraube verbunden ist, während der andere isoliert zu einer hier nicht dargestellten elektronischen Speicherschaltung geführt wird.

Auf der Außenseite der Bodenschraube 2 ist in einer napfartigen Vertiefung 6 eine"Berstplatte 7 angeordnet, und zwar mit Abstand zur Bodenfläche 8 der Vertiefung 6. Die Berstplatte 7 liegt dabei mit einem ringförmigen Überstand 9 an einer Ringschulter 10 der Vertiefung 6 an und ist in dieser Position durch Einbördeln fixiert. Schließlich ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Vertiefung 6 mit Durckausgleichsöffnungen 11 versehen,die aus radial verlaufenden Einkerbungen geringen Querschnitts in die Wandfläche der Vertiefung 6 bestehen. Die Druckausgleichsöffnungen 11 sind, wie in Fig. 2 dargestellt, äquidistant über den Umfang der Vertiefung 6 angeordnet.

Bei der Abfeuerung der in den Figuren nicht dargestellten Geschoßtreibladung wird, nachdem der sich im Treibladungsraum aufbauende Gasdruck einen durch die Stärke der Berstplatte vorgegebenen Schwellwert erreicht hat, die Berstplatte zerstört. Die dadurch hervorgerufene Erschütterung des Geschoßbodens erzeugt eine Schockwelle, die diesen durchläuft und auf seiner Innenseite die piezokeramische Zelle 1 anregt. Dabei stellen die Druckausgleichsöffnungen 11 sicher, daß

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zwischen der Berstplatte ¹J und der Bodenfläche 8 in der Vertiefung 6 kein Luftpolster entsteht, welches die schlagartige Zerlegung der Berstplatte behindern und die Energieausbeute verringern könnte. Die auf diese Weise in der piezokeramischen Zelle erzeugte Ladung wird über die Kontakte 5 abgegriffen und der elektronischen Speicherschaltung zugeführt.

Nach Fig. 3 ist in der napfartigen Vertiefung 6 zusätzlich ein Leuchtspursatz 12 angeordnet. Dieser weist eine durchgehende, zentrische Bohrung 13 auf, durch welche die Berstplatte 7 mit dem Treibladungsraum verbindbar ist« Die dem Treibladungsraum zugewandte Seite des Leuchtspursatzes 12 ist dabei durch eine Metallfolie 14 bedeckt, die sich zunächst auch über die zentrische Bohrung 13 erstreckt. Den rückwärtigen Abschluß des Leuchtspursatzes 12 bildet eine Lochscheibe 15.

Mit seiner anderen Seite liegt der Leuchtspursatz 12, der durch eine Einbördelung heckseitig gehaltert wird, an der Berstplatte 7 an und drückt diese mit ihrem Überstand 9 gegen die Ringschulter 10.

Die zur Beaufschlagung der Berstplatte 6 erforderlichen Treibladungsgase gelangen bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch die zentrische Bohrung 13 des Leuchtspursatzes 12 an die Berstplatte, nachdem sie zunächst die Metallfolie 14 durchstoßen haben.

Nach Fig. 4 ist zwischen dem - in diesem Ausführungsbeispiel massiven - Leuchtspursatz 12 und der Berstplatte 7 ein Zwischenraum 16 vorgesehen_? der durch Gaseinlaßkanäle 17 mit dem Treibladungsraum verbunden ist. Der Abstand zwischen der Berstplatte 7 und dem Leuchtspursatz 12 ist dabei durch einen an den Mündungen der Gaseinlaßkanäle 17 entsprechend durchbrochenen Distanzring 18 gegeben» Die Rückxfand des Leuchtspursatzes 12

schließlich ist durch eine massive Platte 19 gegen den im Zwischenraum 16 sich aufbauenden Gasdruck geschützt.

Nach Fig. 5 sind die Gaseinlaßkanäle 17 äquidistant um die Vertiefung 6 angeordnet.

Bei dem zuletzt dargestellten Ausführungsbeispiel gelangen die Treibladungsgase über die Gaseinlaßkanäle 17 in den Zwischenraum 16 vor der Berstplatte 7» von wo aus sie diese beaufschlagen.

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Claims

P 535
Die/Lu

Patentansprüche:

./Elektrischer Geschoßzünder, insbesondere Bodenzünder, mit einer piezokeramischen Zelle als Stromerzeuger, in der durch den Gasdruck einer pyrotechnischen Ladung eine Spannung erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die piezokeramische Zelle (1) an der Innenseite des Geschoßbodens bzw. einer Bodenschraube (2) anliegend gehaltert ist und daß auf der Außenseite des Geschoßbodens bzw. der Bodenschraube (2)in einem Abstand zu diesem eine Berstplatte (7) angeordnet ist, die durch den Gasdruck der Geschoßtreibladung beaufschlagbar und mittels derer mit ihrem Zerbersten im Geschoßboden bzw. in der Bodenschraube (2) eine Schockwelle zur Anregung der piezokeramischen Zelle (1) erzeugbar ist.

2. Elektrischer Geschoßzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die piezokeramische Zelle (1) mit ihrer dem Geschoßboden bzw. der Bodenschraube (2) abgewandten Fläche an einem fest eingebauten, vorzugsweise eingeschraubten, Zwischenboden (3) anliegt.

3. Elektrischer Geschoßzünder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berstplatte (7) in einer napfartigen Vertiefung (6) des Geschoßbodens bzw. der Bodenschraube (2) angeordnet ist.

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^-· Elektrischer Geschoßzünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (6) mit umfangsseitig angeordneten axial verlaufenden Druckausgleichsöffnungen (11) geringen Querschnitts versehen ist.

5. Elektrischer Geschoßzünder nach einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vertiefung (6) im Anschluß an die Berstplatte (7) ein Leuchtspursatz (12) einsetzbar ist.

6. Elektrischer Geschoßzünder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vertiefung (6) zwischen der Berstplatte (7) und dem Leuchtspursatz (12) ein Zwischenraum (16) vorgesehen ist, der durch Gaseinlaßkanäle (17) mit dem Treibladungsraum des Geschosses verbunden ist.

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