DE3242107C2 - Zünder für drallarme und drallfreie Geschosse - Google Patents

Abstract

Der Zünder für drallarme und drallfreie Geschosse weist im wesentlichen einen Schalter, ein Zünderlaufwerk mit integriertem Hemmwerk und eine Rotorwelle 18 auf. Der als Triggerschalter aufgebaute Schalter liegt mit seinem Kontaktfederpaar 24 beidseitig auf einer Steuerscheibe 23 und schließt nach bestimmtem Zeitablauf kurz. Die Steuerscheibe 23 sitzt auf einer Federhauswelle 4, die ein Federhausgehäuse 5 aufnimmt, welches einerseits mit einem Aufzugsrad 8 und andererseits mit einem Hemmwerk in Wirkverbindung steht und seine gespeicherte Rotationsenergie über ein Mitnehmerzahnrad 17 an die Rotorwelle 18 abgibt.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Zünder für drallarme und drallfreie Geschosse, insbesondere für Lenkflugkörper, mit einem Zündergehäuse und einem darin eingesetzten Zünderlaufwerk mit über ein Ritzel angeschlossenem Hemmwerk und einer Rotorwelle, die ein Zündmittel aus einer gesicherten in eine Scharfstellung schwenkt, sowie mit einem für Zünder an sich bekannten, durch ein Betätigungsglied schließbaren Schalter.

Durch die DE-PS 26 40 782 ist bereits eine Sicherungseinrichtung an Zündern offenbart, die sich auf die Montage- und Funktionsprüfungssicherheit bezieht und eine Rotorwelle aufweist, durch welche ein Zündmittel mittels eines auf ihr gelagerten Zündmittelträgers aus einer gesicherten in eine Scharfstellung schwenkbar ist.

Der Zündmittelträger ist über einen Teil des Umfangs mit einer Verzahnung versehen, in die ein Ritzel eines Hemmwerkes eingreift.

Diese DE-PS 26 40 782 gibt jedoch keinen Hinweis auf eine Vorfeld- bzw. Vorrohrsicherheit, die von entscheidender Bedeutung ist, weil sie für die Sicherheil von Personen und Material beim Geschoßabschuß verantwortlich ist Dabei wird unter der Vorfeldsicherheit die Sicherheit vor vorzeitiger Zündung eines drallfreien Geschosses, bspw. eines Lenkflugkörpers, vom Start bis zu einer zeitabhängigen Entfernung verstanden.

In der DE-AS 23 30 013 ist ein elektrischer Geschoßzünder für Drallgeschosse mit einem mechanischen Schalter beschrieben.

Bei einer ausreichend großen Rotation des Drallgeschosses geht eine Fliehspirale auf, so daß Fliehkugeln aufgrund der Fliehkraft radial nach außen wandern können. Dadurch wird die Zündnadel frei, welche sich unter Federkraft axial bewegt und in der Funktion eines Betätigungsgliedes Kontaktzungen überbrückt, was schließlich bei Aufprall zur Entflammung einer Gasdruckladung und der Initiierung der Detonatorladung führt.

Durch die CH-FS 3 39 837 schließlich ist ein elektrischer Geschoßzünder bekanntgeworden, bei dem bis zum Zielaufschlag ein Kontaktsatz den Detonator kurzschließt, damit er nicht durch Fremdspannungseinwirkung gezündet werden kann. Als Schaltglied dient hier ein axial verschiebbarer Stößel.

Ausgehend von dem aufgezeigten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Zünder für drallarme und drallfreie Geschosse zu schaffen, der den hohen Sicherhei'sanforderungen bei möglichst geringem technischen Aufwand Rechnung trägt und ein vorzeitiges Zünden eines Geschosses wegen unsachgemäßer oder leichtsinniger Handhabung und wegen der Belastung beim Transport und bei Abschuß vermeidet, dazu eine zweifache Vorfeldsicherheit besitzt und gewährleistet, daß der Rotor nach einer vorbestimmten Zeit von etwa acht Sekunden schlagartig in eine Scharfstellung einschwenkt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der in Sicherstellung energielose Zünder eine durch äußere axiale Vorschubkraft bei Flugbewegung verschiebbare Zahnstange aufweist, die mit einem Aufzugrad kämmt, welches die mitgeteilte Drehbewegung an ein auf einer Federhauswelle drehfest gelagertes Federhausgehäuse mit am Umfang befindlicher Teilzahlung und innen drehfest eingesetztem Federhaus vermittelt, das mit seinem Ablauf die gespeicherte Drehenergie über ein ebenfalls auf der Federhauswelle gelagertes Mitnehmrad bei Entkopplung der Teilzahnung vom Eingriffsritzel des Hemmwerkes schlagartig an die Rotorwelle mit drehfester Sicherungsscheibe abgibt, und daß auf einem Ende der Federhauswelle ferner ein Triggerschalter vorgesehen ist, dessen Kontaktfedern beidseitig auf einer als Teilscheibe ausgebildeten Steuerscheibe aus elektrisch isolierendem Material spiegelbildlich gleitend angeordnet sind und nach vorgegebenem Drehweg der Steuerscheibe miteinander in Kontakt kommen und in Scharfstellung ein Signal zur Zündung liefern. Der Vorteil der Erfindung besteht u. a. darin, daß der Zünder in Sicherstellung energielos ist. Dies bedeutet, daß ein vorzeitiges Zünden des Geschosses wegen unsachgemäßer Handhabung, oder wegen der Transportbelastungen ausgeschlossen ist. Die zum Zünden notwendige Energie wird dem erfindungsgemäßen Zünder von außen durch den Marschtriebsdruck des Flugkörpers aufgegeben. Die an sich bekannte und zur Sicherung geforderte zweifache Vorfeldsicherheit wird bei dem erfindungsgemäßen Zünder durch die Kombination der Mechanik mit dem Triggerschalter erzielt, indem die Detonalorsicherung erst nach vorbestimmtem Zeitab-

lauf, für den das Hemmwerk verantwortlich ist, schlag artig aufgehoben wird und sowohl der Triggerschalter sein Signal abgegeben haben muß als auch die Rotorwelle durch Ablauf des Federhauses schlagartig gedreht sein muß, um die Zündung des Detonators ;:u bewirken. Der erfinderische Zünder läßt eine gespaltene Energie nicht zu, und die Rotorwelle kann ungewollt nicht in Scharfstellung gedreht werden. Die gespaltene, nämlich die elektrische und die mechanische Energie, müssen erst zusammengefügt sein, um die Zündung zuzulassen. Die notwendige Verknüpfung erfolgt über den Triggerschalter. Erst bei einem vorgegebenen Drehweg der Steuerscheibe des Schalters ist die mechanische Energie zur schlagartigen Drehung der Rotorwelle mit Sicherheitsscheibe frei, und es geschieht die Kontaktgabe der beiden Kontaktfedern.

Der nach den erfinderischen Merkmalen aufgebaute Zünder besitzt also einen Triggerschalter, welcher eine kompakte Baueinheit darstellt und mit seinem Kontaktfederpaar die Funktion eines Schließers erfüllt.

Die Betätigung erfolgt dabei in einfacher Weise durch die auf der Federhauswelle befestigte Steuerscheibe, die sich bei Aufzugsbeginn zwischen den unter Vorspannung stehenden Kontaktfedern befindet. Die Steuerscheibe bewirkt eine Schaltertrennung, die erst nach dem gehemmten Ablauf des Federhauses aufgehoben wird. Durch die Verminderung der Reibkraft nach Durchlauf der Steuerscheibe mit der damit verbundenen Schaltfunktion erhöht sich das wirksame Federhausdrehmoment auf die Rotorwelle.

In Ausgestaltung der Erfindung kann in dem Mitnehmerrad eine rotationssymmetrische, endliche Ausnehmung vorgesehen sein, in die ein mit dem Federhausgehäuse drehfest verbundener Mitnehmerstift eingreift.

Ferner kann das Ritzel als Federhaustrieb mit flacher Anstiegsflanke ausgebildet sein, und es kann weiterhin auf der Rotorwelle ein mit dem Mitnehmerrad in Eingriff stehendes Zahnrad drehfest gelagert sein, in das ein Rückstellstift befestigt ist, wodurch insbesondere bei Standversuchen eine Rückstellung aus der entsicherten in die gesicherte Stellung möglich wird.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 einen Halbschnitt durch den erfindungsgemä-Qen Zünder,

F i g. 2 eine Sicht auf den Zünder entsprechend der Linie Il-IIinFig. 1,

F i g. 3 den Triggerschalter des Zünders im Schnitt nach der Linie IH-III in F i g. 4,

F i g. 4 eine Ansicht auf den Triggerschalter des Zünders.

Der Zünder 1 weist ein Gehäuse aus einem Boden 2 und einem Deckel 3 auf, zwischen denen sich das gesamte mechanische Laufwerk befindet. Auf der Federhauswelle 4 lagert in drehfester Mitnahme des Federhausgehäuse 5 mit dem innenliegenden Federhaus 6. Am unteren Ende besitzt die Federhauswelle 4 ein Ritzel 7, welches mit dem Aufzugsrad 8 kämmt, das seinerseits von einer durch äußeren Druck bewegten Zahnstange 9 in Drehbewegung gesetzt wird.

Das Federhausgehüuse 5 ist an seinem Außenumfang mit einer Teilzahnung 10 versehen, die mit einem Zahnrad 11 des aus den weiteren Zahnrädern 12, 13 und 14 und dem Anker 15 rfit Steigrad 16 gebildeten Hemmwerkes für eine Teildi-ehung in Eingriff steht. Oberhalb des Federhausgehäuses 5 ist auf der Federhauswelle 4 ein Mitnehmerzahnrad 17 drehfest angeordnet, welches mit dem auf der Rotorwelle 18 sitzenden Zahnrad 19 kämmt. Das Mitnehmerzahnrad 1" besitzt eine rotationssymmetrische Aussparung 20 von etwa 180° Länge, in die ein mit dem Federhausgehäuse 5 verbundener Mitnehmerstift 21 einragt

Die Federhauswelle 4 ragt abgehend vom Mitnehmerzahnrad 17 aus dem Deckel 3 des Zündergehäuses hinaus und nimmt an seinem Ende 22 eine Steuerscheibe 23 drehfest auf. Die Steuerscheibe 23 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material und ist als Teilscheibe von etwa 180° gebildet Sie wird beidseitig von einem Kontaktfederpaar 24 kontaktiert deren Kontaktenden 25 einander zugerichtet sind und unter Vorspannung auf den Flächen der Steuerscheibe 23 aufliegen.

Die als Lötösen ausgebildeten Enden des Kontaktfederpaares 24 sind mit Anschlußdrähten 26 elektrisch verbunden.

Durch äußeren Druck, beispielsweise den Marschtriebsdruck bei einer Rakete, wird die Zahnstange 9 entgegen der Wirkung einer Feder axial bewegt, wodurch das Aufzugrad 8 um etwa 180° im Uhrzeigersinn gedreht wird. Diese Drehung bewirkt über das Ritzel 7 eine Drehbewegung der Federhauswelle 4 und damit des Federhausgehäuses 5 und des Federhauses 6 entgegen dem Uhrzeigersinn. Aufgrund der gegebenen Übersetzungsverhältnisse macht das Federhaus drei Umdrehungen, die wegen der geringen Anstiegsflanke des Federhaustriebes schlagartig im Sinne eines Aufziehens des Federhauses 6 erfolgen. Der Ablauf beginnt sofort nach Aufzug des Federhauses 6 und geschieht gehemmt über das Hemmwerk 11,12,13, 14,15, 16 während des Eingriffs der Teilzahlung 10 mit dem Zahnrad 11. Wegen der etwa 180° langen Teilzahnung 10 macht das Federhaus 6 zunächst nur eine halbe Umdrehung. Gleichzeitig damit dreht sich die Federhauswelle gegen den Uhrzeigersinn und die mit dieser verbundene Steuerscheibe 23, die den Triggerschalter betätigt, indem das Kontaktfederpaar 24 auf der drehenden Steuerscheibe 23 beidseitig gleitet. Synchron zu den Drehbewegungen läuft der Mitnehmerstift 21 in der Ausnehmung 20 des Mitnehmerzahnrades 17 bis gegen den Nutendanschlag. Nach etwa 150° Drehbewegung schließen die Kontaktenden 25 des Triggerschalters kurz durch Ablauf der Steuerscheibe 23. Infolgedessen vermindert sich die Reibkraft, was zu einer Erhöhung des wirksamen Federhausdrehmomentes au^f die Rotorwelle 18 führt. Bei etwa 180° Drehbewegung gibt weiterhin die Teilzahnung 10 das Hemmwerk frei, so daß sich das Federhausgehäuse 5 ungehemmt drehen kann und durch Anlage des Mitnehmerstiftes 21 am Ende der Aussparung 20 des Mitnehmerzahnrad 17 mitnimmt. Dies führt über das Zahnrad 19 aufgrund der Übersetzungsverhältnisse zu einer etwa 120° Drehbewegung der Rotorwelle 18, wodurch das Zündmittel in die Zündkette einschwenkt und die Scharfstellung einnimmt.

Die Zahnräder sind auf den jeweiligen Wellen vorzugsweise durch Formschluß befestigt.

Jedoch ist hier auch ein Preßsitz möglich.

Das gesamte Laufwerk ist in einem Gehäuse 2, 3 untergebracht, wobei in dieses System die Rotorwelle 18 integriert ist, auf der ein Zahnrad 19 mit einem Rückstellstift 27 befestigt ist. Das Laufwerk selbst ist unterteilt in das Hemmwerk und das Federhaus 6 mit Federhausgehäusc5.

Die Rotorwelle 18 ist eine Formschlußwelle, auf der die Sicherungsscheibe, die Rotoren und die optische Anzeige formschlüssig und zum Teil mit Ansatzmadenschrauben verschraubt sind. An der Rotorwelle 18 greifen verschiedene Drehmomente an. Das resultierende

Drehmoment soll die Rotoren sodann in Scharfstellung schwenken.

Der gehemmte Ablauf des Federhausgehäuses wird nach etwa acht Sekunden beendet. Diese Zeit bedeutet die sogenannte Vorfeldsicherheit, in deren Anschluß schlagartig die Scharfstellung erfolgt.

Um eine plastische Verformung der Kontaktfeder zum Anfangszeitpunkt durch auftretende Beschleunigungen zu verhindern, werden diese seitlich begrenzt. Beschleunigungen während der Kontaktgabe haben durch ihre Größe und Richtung keinen Einfluß auf die Funktion.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zünder für drallarme und drallfreie Geschosse, insbesondere für Lenkflugkörper, mit einem Zündergehäuse und darin eingesetztem Zünderlaufwerk mit über ein Ritzel angeschlossenem Hemmwerk und einer Rotorwelle, die ein Zündmittel aus einer gesicherten in eine Scharfstellung schwenkt, sowie mit einem für Zünder an sich bekannten, durch ein Betätigungsglied schließbaren Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß der in Sicherstellung energielose Zünder eine durch äußere axiale Vorschubkraft bei Flugbewegung verschiebbare Zahnstange (9) aufweist, die mit einem Aufzugrad (8) kämmt, welches die mitgeteilte Drehbewegung an ein auf einer Federhauswelle (4) drehfest gelagertes Federhausgehäuse (5) mit am Umfang befindlicher Teilzahnung (10) und innen drehfest eingesetztem Federhaus (6) vermittelt, das mit seinem Ablauf die gespeicherte Drehenergie über ein ebenfalls auf der Federhauswelle (4) gelagertes Mitnehmerrad (17) bei Entkopplung der Teilzahnung (10) vom Eingriffsritzel (11) des Hemmwerkes schlagartig an die Rotorwelle (18) mit drehfester Sicherungsscheibe abgibt, und daß auf einem Ende (22) der Federhauswelle (4) ferner ein Triggerschalter vorgesehen ist, dessen Kontaktfedern (24) beidseitig auf einer als Teilscheibe ausgebildeten Steuerscheibe (23) aus elektrisch isolierendem Material spiegelbildlich gleitend angeordnet sind und nach vorgegebenem Drehweg der Steuerscheibe (23) miteinander kontaktieren und in Scharfstellung ein Signal zur Zündung liefern.

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Mitnehmerrad (17) eine rotationssymmetrische, endliche Ausnehmung (20) vorgesehen ist, in die ein mit dem Federhausgehäuse (5) drehfest verbundener Mitnehmerstift (21) eingreift.

3. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (7) als Federhaustrieb mit flacher Anstiegsflanke ausgebildet ist.

4. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rotorwelle (18) ein mit dem Mitnehmerrad (17) in Eingriff stehendes Zahnrad (8) drehfest gelagert ist, in das ein Rückstellstift (27) befestigt ist.