DE3223775C2 - Zündkette mit einer Sicherungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkette aus Detonator (10), Zündübertrager (5) bzw. Zündverstärker und gegebenenfalls weiteren Zündladungen zur Zündung einer Hauptladung. Die Zündkette ist mit einer Sicherungsvorrichtung mit zumindest einem beweglichen Sperrglied (2) versehen, das in Sicherstellung der Zündkette Detonator und Zündübertrager voneinander trennt, in Zünd- bzw. Scharfstellung die Zündkettenverbindung schließt. Um innerhalb der Zündkette den Zündabstand zwischen den einzelnen Zündmitteln auf den Wert Null zu verkleinern, weist das bewegliche Sperrglied (2) eine dem Durchmesser des Detonators (10) entsprechende Öffnung (14) auf. In der Scharfstellung stehen sich diese Öffnung (14) und der Detonator (10) gegenüber, so daß der Detonator mit Hilfe z.B. einer Druckfeder (11) in diese Öffnung geschoben und direkt in Anlage an den Zündübertrager (5) gebracht werden kann. Das Sperrglied ist ein Rotor (2) oder ein Schieber (2Δ).

Description

elektrisch angesteuert wird. 55 In der Sicherstellung wird einmal der Detonator von

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkette gemäß dem Zündübertrager räumlich getrennt, und zwar durch dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. die mechanische Sicherungsvorrichtung und zum ande-

Derartige Zündketten weisen einen Detonator, einen ren der Detonator elektrisch kurzgeschlossen, und zwar Zündübertrager bzw. Zündverstärker und ggf. weitere durch die mit mechanischen Sicherungsvorrichtungen Zündladungen zur Zündung einer Hauptladung auf. Ei- 60 kombinierte elektrische Sicherungsvorrichtung, d. h. ne derartige Zündkette ist z. B. aus der US-PS 11 72 637 durch einen elektrischen Kurzschluß, bekannt. Hier ist ein Drallzünder für um ihre Längsach- Das Sperrglied der mechanischen Sicherungsvorrich-

se rotierende Projektile beschrieben, bei dem zwischen tung ist entweder als zylindrischer Rotor oder als federdem Detonator und der Zündübertragerladung ein gestützter Sperrschieber ausgebildet. Das Sperrglied, Sprengstoffkanal vorgesehen ist, der durch ein Sperr- 65 das selbst elektrisch leitend ist, trägt auf seiner dem glied aus zwei gegensinnig bei der Rotation des Ge- Detonator zugewandten Außenfläche eine gegenüber Schosses federbeaufschlagt sich bewegenden Schieber- dem Sperrglied elektrisch isolierte Metallkaschierung, teilen besteht. Diese Schieberteile weisen mit Spreng- auf der der Detonator in der Sicherstellung aufliegt und

über die der Detonator kurzgeschlossen ist Bei der Bewegung des Sperrgliedes in die Zündstellung gleitet der Detonator von der Metallkaschierung und taucht unter Federbelastung in eine öffnung in dem Sperrglied ein, an deren Boden der Zündübertrager angeordnet ist Durch die Feder wird der Detonator fest auf den Zündübertrager gepreßt, wodurch ein Zündabstand Null hergestellt wird.

Eine zusätzliche Sicherung wird noch dadurch gegeben, daß die Wirkrichtung des Detonators und diejenige des Zündübertragers senkrecht aufeinanderstellen. Durch diese Maßnahme ist es auch möglich, den räumlichen Abstand zwischen Detonator und Zündübertrager in der Sicherstellung der Zündkette gegenüber herkömmlichen Abständen zu verringern.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. In der Beschreibung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung stellt dar

F i g. 1 einen Teilquerschnitt durch eine Zündkette aus Detonator und Zündübsrtrager mit einem Rotor als Sperrglied;

F i g. 2 einen Längsschnitt längs der Linie II-II durch die Zündkette gemäß F i g. 1;

F i g. 3 einen Querschnitt durch die in F i g. 1 gezeigte Zündkette in der Zündstellung;

F i g. 4 einen schematischen Teillängsschnitt durch eine Zündkette zur Verdeutlichung der elektrischen Funktion;

Fig.5 einen schematischen Querschnitt durch eine Zündkette gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In einem Gehäuse 1 ist für eine Zündkette ein als Rotor ausgebildetes Sperrglied 2 in der Zündachse 3, die gleichzeitig die Rotorachse ist, angeordnet Der zylinderförmige Rotor 2 weist an seiner Ober- und an seiner Unterfläche Kragen 4 auf, mit denen er im Gehäuse 1 um die Rotorachse 3 drehbar gelagert ist Axial in dem Rotor 2 ist, diesen durchdringend eine Zündübertragerladung bzw. ein Zündverstärker 5 angeordnet Auf die Mantelfläche des Rotors 2 ist eine dünne elektrische Isolierung 6 aufgebracht, die ihrerseits über einen Umfangswinkel von etwa 70° mit einer elektrisch gut leitenden Metallschicht 7 kaschiert ist, z. B. mit einer Kupferkaschierung von 35 μ Dicke.

Senkrecht zu der Rotorachse 3 ist in dem Gehäuse 1 eine Bohrung f* vorgesehen, in die eine Hülse 9 aus elektrisch isolierendem Material eingeschoben ist die bis zu der Mündung der Bohrung direkt der Zylindermantelfläche des Rotors 2 gegenüberliegend reicht In dieser Hülse ist ein Detonator 10 gleitend gelagert, der mit Hilfe einer Druckfeder 11, die sich zwischen dem Boden der Hülse 9 und der hinteren Fläche des Detonators 10 abstützt, mit seiner Vorderfläche gegen die Zylindermantelfläche des Rotors gedrückt wird. In der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Sicherstellung der Zündkette liegt die Vorderfläche des Detonators auf der Metallkaschierung 7 auf, die sich symmetrisch zu seinen beiden Seiten weiter erstreckt. Durch die Isolierhülse 9 ist der Detonator elektrisch von dem Gehäuse isoliert

Der Detonator ist elektrisch ansteuerbar, was über eine erste Schleppleitung 12 geschieht, die an der hinteren Fläche des Detonators mit diesem kontaktiert ist Eine zweite Schleppleitung 13 ist mit der Metallkaschierung auf dem Rotor verbunden und ebenso, hier nicht gezeigt, mit der ersten Schleppleitung 12. Aus Fig.4 geht hervor, daß auf diese Weise der Detonator in der Sicherstellung der Zündkette elektrisch kurzgeschlossen ist und demnach auch nicht gezündet werden kann.

In dem Rotor 2 ist senkrecht zu der Rotorachse 3 und ferner senkrecht zu der Achse der Bohrung 8 eine Bohrung 14 eingebracht die bis an die Außenfläche des Zündübertragers 5 reicht und den Rand des Rotors mit der Isolierung durchstößt Der Durchmesser der Bohrung entspricht derjenigen des Detonators 10; sie ist im Randbereich des Rotors konisch erweitert Wird der Rotor in Fig.2 in Pfeilrichtung P um 90° nach links gedreht so steht die Bohrung 14 dem Detonator direkt gegenüber, so daß dieser in diese Bohrung geschoben werden kann, bis er mit seiner Frontfläche an dem äußeren Umfang des Zündübertragers 5 anliegt Der Zündabstand zwischen Detonator und Zündübertrager ist auf diese Weise Null. Ferner ist der Detonatorkurzschluß aufgehoben und der Detonator kontaktiert

Die erwähnte Drehung des Rotors erfolgt durch eine Zugfeder 15, die mit ihrem einen Ende in einem Zapfen 16 des Gehäuses 1 eingehängt ist in einer Ringnut 17 des Rotors über etwa 150° geführt und an ihrem anderen Ende in einem rotorfesten Zapfen 18 eingehängt ist Zur Einleitung der Drehbewegung des Rotors mit Hilfe der Zugfeder 15 müssen noch hier nicht gezeigte Arretierungen entfernt werden. Die Drehbewegung des Rotors wird entweder durch entsprechende ebenfalls nicht gezeigte Anschläge oder durch eine geeignete Ausrichtung der Zugfeder 15 auf den gewünschten Drehwinkel, in diesem Falle 90° begrenzt Am Ende der Drehbewegung stehen sich Detonator 10 und Bohrung 14 fluchtend gegenüber, wie oben erwähnt Durch diese Drehung des Rotors ist auch der Kurzschluß des Detonators 10 aufgehoben worden, so daß jetzt der Detonator 10 nach Einfahren in die Bohrung 14 über die Schleppleitung 12 angesteuert werden kann.

Der Zutand der Zündkette nach Abschluß der Drehbewegung ist in F i g. 3 dargestellt Hier ist deutlich zu sehen, daß durch die Entspannung der Druckfeder 11 der Detonator mit Zündabstand Null direkt an den Zündübertrager anliegt, wobei gleichzeitig der Rotor 2 durch den Detonator 10 verriegelt ist

Bei der geschilderten Zündkette ist in der Sicherstellung gemäß den F i g. 1 und 2 der Sicherheitsabstand zwischen Detonator 10 und Zündübertrager 5 ausreichend groß, um auch bei einer ungewollten Zündung des Detonators in dieser Sicherstellung Verformungen des Zündübertragers und damit eventuelle Zündungen des Zündübertragers zu verhindern. Zusätzlich ist noch zwischen dem Rand des Rotors und dem Zündübertrager im Bereich der Achse der Bohrung 8 für den Detonator 10 eine Aussparung 19 in dem Rotor vorgesehen. Auch wenn der Rotor durch eine zufällige Zündung des Detonators 10 verformt werden sollte, so werden die bei der Verformung auftretende Kräfte nicht bis zu dem Zündübertrager 5 weitergeleitet, sondern durch die Aussparung 19 abgefangen. Da solche zufälligen Zündungen praktisch nur dann erfolgen, wenn <n das Zündsystem ein starker elektromagnetischer Impuls eingestrahlt wird, ist das Zündsystem zusätzlich mit einer EMV-Schutzschaltung 20 versehen, wobei EMV für nFlplf-trrkmaanpticfthp "VftrtrauYichlrnitj/ etoh» Πίαρα ί«

Fig.4 schematisch als Parallelschaltung von einem Kondensator und einem Widerstand dargestellte Schutzschaltung ist in einer Ausfräsung 21 eingebaut und z. B. in dieser vergossen. Die Schutzschaltung ist einmal mit der Metallkaschierung 7 und zum anderen mit dem metallischen Rotor verbunden. Durch die Schutzschaltung werden die erwähnten starken elektro-

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magnetischen Impulse abgefangen und nicht an den De- die Baugröße der Zündkette sehr klein gehalten werden, tonatorweitergeleitet Es ist jedoch auch möglich, wie in Fig.5 gestrichelt

In F i g. 4 ist zur Erläuterung schematisch die elektri- angezeichnet, den Zündübertrager 5" auf der dem Desche Ansteuerung der beschriebenen Zündkette darge- tonator 10' gegenüberliegenden Seite der Aussparung stellt Von einer Zündstufe 22 zur Abgabe des Zündim- 5 25 in dem Gehäuse Γ anzuordnen. Die Bohrung, in die pulses führt die Impulsleitung zu den beiden miteinan- nach Verschieben des Schiebers 2' der Detonator einder verbundenen Schleppleitungen 12 und 13. Die taucht, würde in diesem Falle den Schieber 2' durchdrin-Schleppleitung 12 ist mit einem innerhalb des Detona- gen, wie dies gestrichelt mit 14" angedeutet ist. Wird der tors gelegenen Schmelzdraht bzw. einer Zündpille 23 Schieber in Pfeilrichtung P' in die Zündstellung geschoverbunden, deren Massenanschluß am Detonator 10 ge- 10 ben, so taucht der Detonator 10' durch die Bohrung 14" legen ist Eine Massenleitung der Zündstufe 22 ist mit hindurch und legt sich mit seiner Fronlfläche direkt an dem metallischen Rotor verbunden. Liegt demnach, wie den Zündübertrager 5" an.

in F i g. 3 gezeigt, der Detonator 10 mit seiner Vorder- Mit Hilfe der Erfindung kann der Zündabstand zwi-

fläche an dem Zündübertrager bzw. an dessen elektrisch sehen Zündmittel in einer Zündkette auf einfache Weise leitender Hülle an, so ist der Stromkreis zwischen Zünd- 15 auf Null reduziert werden. Auch wenn im vorhergehenstufe 22, Schleppleitung 12, Detonator 10, Zündübertra- den dieses Prinzip nur für den Zündabstand zwischen ger 5 und Rotor 2 geschlossen. Eine Zündung kann jetzt einem Detonator und eine Zündübertragerladung beerfolgen, schrieben worden ist, so ist dieses Prinzip selbstver-In F i g. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer ständlich auch zwischen anderen Zündmittelladungen aus Detonator 10' und Zündübertrager 5' aufgebauten 20 innerhalb einer Zündkette anzuwenden.

Zündkette dargestellt Gleiche oder gleichwirkende EIe-

mente sind bei diesem Ausführungsbeispiel mit den glei- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

chen Bezugszeichen wie zu den F i g. 1 bis 4 benannt

denen jedoch ein Strich (') hinzugefügt ist

Bei dieser Zündkette ist in einem Gehäuse Γ eine längliche Ausnehmung 25 angeordnet, in der längsverschiebbar ein als Schieber 2' ausgebildetes Sperrglied angeordnet ist Das Sperrglied ist mit Hilfe einer Druckfeder 26 längs des Pfeiles P' in der Ausnehmung 25 verschiebbar. Zum Arretieren des Schiebers 2' in der Sicherstellung des Zündsystems sind hier nicht gezeigte Arretierungsmittel vorgesehen, die entfernt werden, wenn die Verschiebebewegung in die Scharfstellung eingeleitet werden solL In den Schieber ist senkrecht zu der Verschieberichtung P' ein Zündübertrager 5' mit einer diesen umgebenden Hülle 24' angeordnet Senkrecht zu der Achse des Zündübertragers 5' und senkrecht zu der Verschieberichtung fist in den Schieber 2' eine Bohrung 14' vorgesehen, die von dem Zündübertrager 5' ausgeht und den Rand des Schiebers 2' durch- stößt In dem Gehäuse 1' ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Bohrung 8' vorgesehen, in die eine Isolierhülse 9' eingesetzt ist in der wiederum ein elektrisch ansteuerbarer Detonator 10' gehalten ist Der Detonator W wird an seiner Rückseite mit einer Druckfe- der 11' beaufschlagt und liegt in der Sicherstellung, wie in Fig. 5 gezeigt über einer Metallkaschierung 7', welche auf einer Isolierung 6' aufgebracht ist auf dem Schieber auf. In der Sicherstellung ist der Detonator 10' gegenüber dem Zündübertrager 5' so weit versetzt daß auch bei einer zufälligen Zündung des Detonators der Zündübertrager nicht zünden kann. Sou das Zündsystem in die Scharfstellung überführt werden, so werden die erwähnten Arretierungsmittel von dem Schieber 2' gelöst und dieser durch die Druckfeder 26 in Pfeilrichtung P¹ verschoben, bis die Bohrung 14' in dem Schieber Ύ dem Detonator 10* direkt gegenüberliegt Die Druckfeder 11' drückt dann den Detonator 10' in diese Bohrung ein, bis der Detonator an der Hülle 24' des Zugübertragers anliegt Auch in diesem Falle wird ein Zünd- abstand Null erreicht Die elektrische Verbindung der Einzelteile und die elektrische Ansteuerung der Zündkette erfolgt so, wie zu F i g. 4 beschrieben. Auch hier ist in dem Schieber ein nur schematisch angedeutete EmV-Schutzschaltung 20' vorgesehen.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Zündübertrager 5 bzw. 5' jeweils in dem Rotor 2 bzw. 2" gelagert Durch eine solche Konstruktion kann

Claims (5)

1 2

stoff gefüllte Kanäle auf, die in der Sicherstellung räum-Patentansprüche: lieh voneinander getrennt sind. Erreicht das Geschoß

eine vorgegebene Drehgeschwindigkeit um seine

i. Zündkette bestehend aus Detonator, Zündüber- Längsachse, so fluchten diese öffnungen in dem Sperrtrager bzw. Zündverstärker und ggf. weiteren Zünd- 5 glied mit dem SprengstoffkanaL Wird der Detonator ladungen zur Zündung einer Hauptladung, mit einer dann durch einen Schlagbolzen gezündet, so wird die mechanischen Sicherungsvorrichtung, die zumindest Detonation durch den Zündkanal auf den Zündübertraein Detonator und Zündübertrager in der Sicherstel- ger weitergeleitet

lung räumlich trennendes bewegliches Sperrglied Aus der DE-OS 29 41 311 ist eine Zündkette bekannt,

mit einer öffnung aufweist, die in der Zündstellung io bei der der Detonator mit Hilfe einer Druckfeder in der der Zündkette den Raum zwischen Detonator und Zündstellung auf den Zündübertrager gepreßt wird und Zündübertrager ohne wesentlichen Zündabstand damit ein Zündabstand Null hergestellt wird, um so eine freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der gute Detonationsübertragung zu erreichen. Auch bei Detonator (10) elektrisch ansteuerbar ist, wobei in diesem Zünder wird der Detonator durch einen Schlagder ZündsteUung der Zündstromkreis über den De- 15 bolzen gezündet Anstelle einer Feder kann für diesen tonator (tO) und das elektrisch leitende Sperrglied Zweck auch gemäß der DE-OS 15 78 456 eine Treibla-(2) geschlossen ist, daß auf der Außenfläche des dung vorgesehen sein.

Sperrgliedes (2) eine gegenüber diesem elektrisch Aus der US-PS 17 09 272 ist eine Zündkette mit einer

isolierte Metallkaschierung (7) vorgesehen ist, auf mechanischen Sicherungsvorrichtung bekannt, die als der der Detonator (tO) in der Sicherstellung der 20 federbeaufschlagter Schieber ausgebildet ist In dem Zündkette aufliegt und die den Detonator (10) in der Schieber ist der Detonator angeordnet In der Zündstel-Sicherstellung kurzschließt, daß das Sperrglied (2) lung wird der Detonator in den Zündkanal geschoben im Anschluß an die Metallkaschierung (7) die öff- und kann mit Hilfe eines Schlagbolzens angestochen nung (14) aufweist, in die der Detonator (10) in der werden. Auch hierbei ist nur ein geringer Zündabstand ZündsteUung federbeaufschlagt eintaucht, und daß 25 zwischen Detonator und Zündübertrager vorhanden, am Boden der öffnung (14) der elektrisch gegenüber Alle diese bekannten Zünder weisen jedoch nur eine

dem Sperrglied (2) isolierte Zündübertrager (5) an- einzige Sicherungsvorrichtung auf. Es ist das Bestreben, geordnet ist in derartigen Zündketten mehrere voneinander unab-

2. Zündkette nach Anspruch 1, dadurch gekenn- hängige Sicherungen vorzusehen, um die Zündkette zeichnet, daß das Sperrglied (2) als zylindrischer Ro- 30 weitgehend gegen Fehlfunktionen zu schützen. Da instor ausgebildet ist, in dem axial der Zündübertrager besondere Zündketten durch den Fortschritt der Tech-(5) gehalten ist, und daß von dem Zündübertrager (5) nik immer kleiner gebaut werden können, muß dafür ausgehend eine die öffnung bildende radiale Boh- Sorge getragen werden, daß die durch die mechanische rung (14) vorgesehen ist die die Zylindermantelflä- Sicherungsvorrichtung gegebenen räumlichen Abstänche des Rotors (2) durchstößt. 35 de der einzelnen Zündkettenelemente in der Sicherstel-

3. Zündkette nach Anspruch 2, dadurch gekenn- lung ausreichenfl sind, um eine Fehlfunktion, z. B. durch zeichnet, daß der Rotor (2) auf seiner gesamten Fremdinitiierung zuverlässig zu verhindern. Mantelfläche mit einer elektrischen Isolierung (6) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für klein- und diese wiederum über einen Teil ihres Umfanges bauende Zündketten die Sicherungsvorrichtung so zu mit der Metallkaschierung (7) beschichtet ist 40 verbessern, daß in der Sicherstellung eine Fehlfunktion,

4. Zündkette nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- insbesondere ein Durchschlagen der Zündkette zuverkennzeichnet, daß der Rotor (2) eine einen wesentli- lässig verhindert wird und daß in der Zündstellung die chen Teil seiner radialen Dicke einnehmende Aus- Zündkette einwandfrei durchzünden kann.

sparung (19) aufweist, die in der Sicherstellung der Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die in Zündkette zwischen Detonator (10) und Zündüber- 45 dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 antrager (5) gelegen ist gegebenen Merkmale gelöst.

5. Zündkette nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Gemäß diesen Merkmalen sind in der Zündkette zwei zeichnet, daß das Sperrglied als Schieber (2') ausge- unabhängig voneinander wirkende Sicherungsvorrichbildet ist, der auf seiner, dem Detonator (10') züge- tungen gegeben, nämlich einmal eine z. T. aus dem wandten Außenfläche die Isolierung (6') aufweist, 50 Stand der Technik bekannte mechanische Sicherungsdie mit der Metallkaschierung (7') versehen ist vorrichtung, die jedoch mit einer elektrischen Sicherungsvorrichtung kombiniert wird. Eine derartige Kom-

bination ist nur dann anzuwenden, wenn der Detektor