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Mechanischer Aufschlagzerlegerzünder für
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drallstabilisierte Geschosse Die Erfindung betrifft. einen Aufschlagzerlegerzünder
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein derartiger Aufschlagzerlegerzünder ist bekannt aus Rheinmetall,
Waffentechnisches Taschenbuch, 4. Auflage, Düsseldorf 1977, Seite 580f, Bild 1322.
Er enthält als wesentliches Schaltglied unter anderem eine Selbstzerlegereinrichtung.
Deren Aufgabe ist es, nach einer gewissen Flugzeit die Zündung einzuleiten, sofern
bis dahin keine Aufschlagzündung erfolgt ist. Die Notwendigkeit dieser Maßnahme
sei an einem Beispiel kurz erläutert: Die Bekämpfung von Flugzielen spielt sich
häufig über eigenem Gebiet ab; deshalb muß eine sichere Vorkehrung getroffen werden,
keine Personen oder Objekte zu gefährden, wenn ein Geschoß das Flugziel verfehlt.
Als Speicher für die zum Einleiten der Zündung erforderliche Energie wird eine Druckfeder
(Zerlegerfeder) unter Vorspannung in dem
Zünder eingebaut.
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Aus einer Verwendung des genannten mechanischen Aufschlagzexlegerzünders
für. Geschosse im Kaliberbereich zwischen 20 und etwa 40 mm, also für Maschinenkanonen,
ergibt sich zwangsläufig eine Fertigung in sehr großen Stückzahlen Deshalb ist in
Verbindung mit hoher Zuverlässigkeit der Funktion auf Einfachheit und möglichst
geringe Zahl erforderlicher Einzelteile besonders Wert zu legen.
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Diese Forderung zu erfüllen, ist die übergeordnete Aufgabe, welche
der Erfindung zugrundeliegt. Eine erste Teilaufgabe hesteht darin, eine hohe Empfindlichkeit
auch für den Fal zu erzielen, daß das Geschoß das Ziel nur streift, also unter einem
sehr flachen Winkel trifft i:s wird räumlich als nachteilig empfunden, daß bislang
(s. Rheinmetall, Waffentechnisches Taschenbuch..., Seite 574, Absatz 4) eine Zündung
beim Auftreffen entweder durch eine Deformation der Geschoßhaube oder Eindringen
von Zielmaterial in den Zünder ausgelöst wird; beides setzt einen relativ steilen
Auftreffwinkel voraus. Eine zweite Teilaufgabe stellt sich mit der Forderung nach
einer Sicherung, weiche nur bei den hohen Abschußbeschleunigungen bei Waffen des
genannten Kaliberbereichs entriegelt wird, nicht aber bei denjenigen Beschleunigungen,
wie sie beim Falltest aus 12 bis 15 m Höhe auftreten.
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In Verbindung mit der übergeordneten Aufgabe werden die beiden Teilaufgaben
durch die Erfindung nach den Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 4 gelöst.
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Dabei ist als vorteilhaft zu erwähnen: Bislang wird ts. Rheinmetall,
Waffentechnisches Taschenbuch, Seite 574, Absatz 4 von unten) durch die (Selbst-)Zerlegereinrichtung
lediglich der Zeitpunkt der Selbstzerlegung bestimmt.
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Durch die Erfindung wird nun unter Erzielung der angestrebten, sehr
hohen Empfindlichkeit der Wirkungsbereich der Selbstzerlegereinrichtung mit einfachen
Mitteln wesent-
lich erweitert. Darüberhinaus ist die Beschleunigungssicherung
auf einfache Weise den jeweiligen Erfordernissen anpaßbar.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten,
bevorzugten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
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Es zeigt Figur 1 einen Aufschlagzerlegerzünder nack der Erfindung
im zum Transport gesicherten Zustand in einem Schnitt längs der Zünderachse und
Figur 2 einen Teil 93 gemäß Figur 1 im vergrößerten Maßstab in perspektivischer
Darstellung.
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Gemäß Figur 1 umschließt ein Ogivalkörper 1 einen Innenraum 27, in
dessen verenqtem Vorderteil ein Innengewinde 5 zur Aufnahme eines Kopf teils 3 angeordnet
ist. Ein Innengewinde 9 im hinteren Teil des Ogivalkörpers 1 dient zur Verbindung
mit einem Einschraubteil 7, welches über ein Innengewinde 13 einen im wesentlichen
kreiszylindrischen Einsatz 11 aufnimmt. Der Kopfteil 3 weist eine Stirnwand 15 und
eine Blindbohrung 17 auf. Die Blindbohrung 17 dient einer Büchse 19 mit einer Abscherkante
20 als Aufnahme.
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Die Büchse 19 umgreift eine gewendelte Zerlegerfeder 21, welche mit
einem vorderen Ende an der Innenfläche der Stirnwand 15 anliegt. Der Abscherkante
20 unmittelbar benachbart ist eine Lochscheibe 23. Sie bildet mit der Büchse 19
ein Schersystem 5 Die Lochscheibe 23 liegt auf einer Ausdrehfläche 29 im oberen
Bereich eines Kugelträgers 25.
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Der Kugelträger 25 besteht aus einem rotationssymmetrischen Kolbenteil
24 mit einer zentralaxialen Bohrung 35 und einer diese querenden Bohrung 45. Im
oberen bereich des Kugelträgers 25 weist eine Ausdrehung eine Bodenfläche 31 auf,
welche über eine Ansenkung 33 mit der Bohrung 35 verbunden
ist.
Die Bohrung 35 umgreift eine Zündnadel 37 mit einem bei 38 abgesetzten Schaft 39,
welcher oberendig bei 40 mit dem Kugelträger 25 vernietet ist und in der Bodenfläche
31 endet. In diesem Bereich stützt sich ein hinteres, die Lochscheibe 23 durchgreifendes
Ende der Zerlegerfeder 21 ab. Im unteren Bereich des Kolbenteils 24 des Kugelträgers
25 ist eine Umfangsfläche 47 zur Führung angeordnet. In einander querenden Ausnehmungen
45 sind um den Schaft 39 vier Zerlegerkugeln 43 angeordnet. Die Zündnadel 37 weist
im unteren Bereich einen Durchmesser d auf und trägt auf einer Stirnfläche 49 eine
Zündnadelspitze 51 mit einem Basisdurchmesser d2. Der Kugelträger 25, die Zündnadel
37, die Zerlegerfeder 21, die Zerlegerkugeln 43 und eine noch zu erwähnende Kugel
lauf fläche 64 bilden die Selbstzerlegereinrichtung Z. An hinteren Ende des Innengewindes
5 erweitert sich der Innenraum 27 und weist eine kreiszylindrische Fläche 55 auf.
Diese endet in einer Stufe 56, an welche sich eine kreiszylindrische Fläche 58 anschließt.
Die Fläche 55 dient einem Trägheitskörper 57 mit einer Außenfläche 59 als Führung.
Der Trägheitskörper 57 ist als kreiszylindrische Büchse mit einem Bund 65 ausgebildet.
Eine Innenfläche 63 umfaßt einen Raum 61 und dient der Führung des Kugelträgers
25 über dessen Umfangsfläche 47. Die Innenfläche 63 endet in einem Boden 71 mit
einer zentralaxialen Bohrung 75 für die Zündnadel 37. Der Bund 65 liegt mit einer
hinteren Fläche 69 auf einer vorderen Stirnfläche 73 des Einschraubteils 7. Dabei
ist eine vordere Fläche 67 des Bundes 65 von der benachbarten Stufe 26 um eine Schaltstrecke
70 entfernt. Vorderseitig wird der Trägheitskörper 57 von der bereits erwähnten
Kugellauffläche 64 begrenzt. Im dargestellten Zustand begrenzt eine hintere Fläche
72 des Bodens 71 einen Raum 79 mit einer Wandfläche 81. Eine Querwand 83 mit einer
Vorderfläche 85 weist auf dieser einen zentralen Vorsprung 87 in den Raum 79 mit
einer zentralaxialen Bohrung 89 und einer Stirnfläche 91 auf. Die Stirnfläche 91
dient einem Schlitzkörper 93 (siehe Figur 2) als Auflager, welcher von einem Sicherungsbandwickel
92 gegen ein Verschieben quer zur Zünderlängsachse A gesichert ist.
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Eine kegelige Unterfläche der Querwand 83 mündet vorderseitig in die
zentralaxiale Bohrung 89 und setzt sich nach hinten in einer Wandfläche 86 fort,
an welche sich das Innengewinde 13 mit dem Einsatz 11 anschließt. In einem vorderen
Bereich weist der Einsatz 11 eine Hohlkugelfläche 105 auf, weiche durch eine Hinterdrehung
107 von einer ergänzenden Hohlkugelfläche 106 getrennt ist. Die Flächen 105 und
106 dienen einem Rotor 109 als Aufnahme.
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Mit Ausnahme einer Abdrehung 113 ist der Rotor 109 kugelförmig gestaltet
und weist eine abgesetzte, durchgehende Bohrung 111 als Detonatoraufnahme mit einer
Achse D auf.
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Durch eine an der Abdrehung 113 angeordnete, bekannte C-förmige Klemmfeder
mit Schwachstelle wird der Rotor 109 in seiner dargestellten Position gehalten.
Eine Querwand 117 trennt den vorderen Bereich des Einsatzes 11 mit den Flächen 105,
106 und der Hinterdrehung 107 von einer rückseitigen Ausdrehung 119 als Aufnahme
für eine Zündverstärkerladung 121. Die Zündverstärkerladung 121 wird von einer Abschlußscheibe
123 gehalten, welche durch eine Umbördelung 125 fixiert ist.
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Gemäß Figur 2 weist der Schlitzkörper 93 in einem Vorderteil 94 einen
Schlitz 97 auf, welcher eine Stirnfläche 99 unterteilt. Der Schlitz 97 endet auf
der Vorderseite 100 eines Bodenteils 95 mit einer kreiszylindrischen Umfangsfläche
96 und einer Rückseite 101. Die Tiefe des Schlitzes 97 entspricht wenigstens der
Länge der Zündnadelspitze 51; seine Breite ist geringer als der Durchmesser d1 im
unteren Teil des Schafts der Zündnadel 37, so daß sich diese mit der Stirnfläche
49 auf der Stirnfläche 99 abstützen kann, wenn der Schlitzkörper 93, wie in Figur
1 dargestellt, mit seiner Unterseite 101 auf der Stirnfläche 91 des Vorsprungs 87
aufliegt.
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Im in Figur 1 dargestellten Zustand sind sämtliche Sicherungen verriegelt.
In axialer Richtung kann sich der Trägheitskörper 57 um die Schaltstrecke 70 zwischen
der Stufe 56 und der Stirnfläche 67 des Bundes 65 bewegen,
während
die Zerlegerkugeln 43 in radialer Richtung nur innerhalb des ihnen verfügbaren Raumes
beweglich sind.
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Nach dem Abschuß eines mit dem vorbeschriebenen Aufschlagzerlegerzünder
ausgestatteten,drallstabilisierten Geschosses und während dessen Beschleunigungsphase
im Rohr laufen folgende Vorgänye ab: Infolge der linearen Beschleunigung in der
durch einen Pfeil F angedeuteten Schußri.chEung schert die Buchse 19 aufgrund ihrer
Massenträgheit die Lochscheibe 23 ab. Hierdurch wird die axiale Fixierung des Kugelträgers
in Richtung des Pfeils F heseitigt und die Selbstzerlegereinrichtung Z entriegelt.
Durch den Drall werden die Zerlegerkuyeln 43 radlal nAch außen geschleudeli-, Unter
ihrer Zentrifugalbeschleunigung streben sie gegen die Fläche 55.
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Dabei stellt sich ihnen die kegelige Kugellauffiäche 64 in den Wey
und um die Fläche 55 erreichen zu können, müssen sie zunächst die Steigung der Kugellauffläche
64 überwinden. Dabei üben sie in Richtung des Pfeils F eine axiale Kraft auf eine
Fläche 36 der Bohrung 4'S aus. Unter dieser Kraft verschiebt sich der Kugelträger
25 nach vorn rund die vorgespannte Zerlegerfeder 21 wird weiter zusammengedrückt,
bis die Zerlegerkugeln 43 die Fläche 55 erreicht hahen. Bei der axialen Verschiebung
des Kugelträgers 25 gegen die Rückstellkraft der Zerlegerfeder 21 hebt auch die
Stirnfläche 49 der Zündnadel 37 von der Stirnfiäche 99 des Schlitzkörpers 93 ab.
Durch den Drall wird aucll der Sicherungsbandwickel 92 abgewickelt. Er legt sich
lagenweise gegen die Fläche 81. Durch den für diesen Vorgang erforderlichen Zeitbedarf
wird die Vorrohrsicherheit gewährleistet, das heißt, der Schlitzkörper 93 wird erst
dann zur Bewegung quer zur Achse A freigegeben, wenn sich das Geschoß in einer vorgegebenen
Entfernung vor der Rohrmündung befindet.
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Schließlich wird durch den Drall die C-förmige Klemmfeder 115 in ihrer'Schwachstelle
verformt und von der Abdrehung 113 fortgeschleudert, so daß der Rotor 109 mit der
Achse D in die Zünderachse A einschwenken kann.
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Sobald die vorstehend beschriebenen Vorgänge (in vorgegebener Entfernung
des Geschosses von der Mündung) abgelaufen sind, sind sämtliche Sicherungen entriegelt.
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Auf seiner Flugbahn verringert sich sowohl die Fluggeschwindigkeit
wie auch der Drall des Geschosses. Mit dem Drall nimmt auch die aut: die Zerlegerkugeln
43 wirkende Zentrifugalkraft und damit: auch die von den Zerlegerkugeln 43 erzeugte
und auf den Bereich 36 in axialer Richtung erzeugte Kraftkomponente ständig ab,
bis schließlich die Rückstellkraft der Zeriegerfeder 21 überwiegt. Das Geschoß hat
die sogenannte Zerlegerdrehzahl erreicht. Die im Kugelträger 25 liegenden Zerlegerkugeln
43 werden von der Kugellauffläche 64 heruntergedrückt, so daß keine Kraftkomponente
mehr der Zerlegerfeder 21 entgegenwirkt. Die Zerlegerfeder 21 kann nunmehr die in
ih gespeicherte Energie als Anstichenergie über die Zündnadel 37 freigeben. Die
Zündnadelspitze 51 trifft auf den in der Bohrung 111 angeordneten Detonator 112,
welcher betätigt wird und auf bekannte Weise die Zündverstärkerladung 121 initiiert.
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Die Zerlegerdrehzahl wird nach einer vorgegebenen Flugzeit des Geschosses
erreicht, sofern bis dahin keine Aufschlagzündung erfolgt ist, aLso beispielsweise
das Geschoß sein Ziel verfehlt hat.
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Im folgenden werde angenommen, daß das mit dem Aufschlagzelegerzünder
nach der Erfindung ausgestattete Geschoß auf ein Ziel auftrifft. Es wird dabei in
der Richtung F plötzlich abgebremst, der Trägheitskörper 57 bewegt sich infolge
seiner Massenträgheit weiter in Richtung F, bis die Fläche 67 die Schaltstrecke
70 zurückgelegt hat und an der Stufe 56 anliegt. Da sich hier-bei auch die Kugellauffläche
64 um die Schaltstrecke 70 nach vorn verschiebt, werden die Zerlegerkugeln 43 nach
innen gedrückt; ähnlich wie im Selbstzerlegerfall ist keine der Rücksf-ellkraft
der Zerlegerfeder 21 entgegenwirkende Kraftkomponente mehr vorhanden, sobald die
Zerlegerkugeln 43 von der Kugellauffläche 64 heruntergedrückt sind. Die in der Zerlegerfeder
21
gespeicherte Energie wird als Anstichenergie über die Zündnadel
freigegeben Wenn ein Geschoß mit dem Zünder nach der Erfindung ein Ziel nur streifend,
das heißt unter sehr flachem Winkel berührt, ergibt sich eine Verzöqeruny des Geschosses
in der Richtung F der Geschoßachse Å. Wie in vorbeschriebenem Fall bewegt sich der
Trägheitskörper 51 infolge seiner Massenträgheit axial nach vorn, so daß vorteilhafterweise
auch bei streifender Zielberührung der Zünder wirksam wird. Dabei wird die offensichtlich
hohe Winkelempfindlichkeit vorteilhafterweise mit einfachen Mitteln durch eine Veränderung
eines bekannten Schaltgliedes, der Selbstzerlegereinrichtung, erzielt. Daß der Trägheitskörper
57 mit seiner großen Masse, rotationssymmetrisch ausgebildet, den Kugelträger 25
umfangsseitig umgibt und ihm mit der Innenfläche 63 als Führung dient, erweist sich
als besonders vorteilhaft für den Aufbau des Aufschlagzerlegerzünders nach der Erfindung.