DE3622459A1

DE3622459A1 - Device for supplying power to ammunition detonators

Info

Publication number: DE3622459A1
Application number: DE19863622459
Authority: DE
Inventors: Rainer Schmieg
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1988-01-07

Abstract

A detonator head, which can rotate, is in the form of a truncated cone and has an induction coil, a regulated power supply, sensors with an amplifier, an evaluation circuit and a detonating device, is mounted in a receptacle which can be screwed into the ammunition body and has an exciter magnet and ball bearing. Spiral grooves are provided in the outer casing of the detonator head part, which is in the form of a truncated cone, for air-driven rotation of the detonator head. The device is particularly suitable for proximity fuzes and allows the signals which are transmitted and received by the sensors to be evaluated without said evaluation being interfered with by rotating parts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieversor gung von Munitionszündern der im Oberbegriff des Patent anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a device for energy supply ammunition detonators in the preamble of the patent claim 1 Art.

Aus der DE-AS 22 34 849 ist eine Vorrichtung zur Energie erzeugung bekannt, die mittels eines Windradgenerators an der Spitze oder gemäß DE-OS 31 32 805 mittels eines Luft turbinen-Generators arbeitet.DE-AS 22 34 849 is a device for energy generation known that by means of a wind turbine generator the tip or according to DE-OS 31 32 805 by means of air turbine generator works.

Die bekannten Einrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß insbesondere bei Radarannäherungszündern infolge der Drehbewegung der rotierenden Teile im Betrieb die ausge sendeten und/oder empfangenen Signale in unzulässiger Weise gestört werden.However, the known devices have the disadvantage that especially with radar proximity detonators as a result of Rotational movement of the rotating parts in operation sent and / or received signals in impermissible Way to be disturbed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere soll eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art angegeben werden, die trotz der rotierenden Teile des Zünders die Funktionsfähigkeit der Sensorik nicht beein trächtigt.The invention has for its object the state of the Improve technology. In particular, a device the type mentioned in the preamble of claim 1 specified, despite the rotating parts of the Zünders does not affect the functionality of the sensors is pregnant.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Bauelemente ist eine weit gehend fehlerfreie Auswertung der elektrischen Signale möglich. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Bei Ausgestaltung der Erfindung z. B. nach Anspruch 5 wird die erforderliche Transportsicherheit in einfacher und zuver lässiger Weise durch eine Dichtlippe erreicht. Die Trans portsicherheit kann durch eine auffällige Farbgebung der Dichtlippe leicht kontrolliert werden.The task is carried out in the characterizing part of the Features mentioned claim solved. Through the arrangement of the components according to the invention is a wide one error-free evaluation of the electrical signals possible. Advantageous refinements and developments the invention are specified in the subclaims. At Embodiment of the invention, for. B. according to claim 5 required transport safety in a simple and reliable manner casually achieved by a sealing lip. The trans port security can be achieved by a striking coloring of the Sealing lip can be easily checked.

Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen und von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt im ein zelnenThe invention will now be described with reference to drawings and Embodiments explained in more detail. It shows in one individual

Fig. 1 Längsschnitt durch einen Munitionszünder gemäß der Erfindung; Fig. 1 a longitudinal section through a munitions fuze according to the invention;

Fig. 2 Längsschnitt durch den Generatorteil mit drei schenkligem Joch und darin eingebetteter Induk tionsspule; Figure 2 shows a longitudinal section through the generator part with three legged yoke and induction coil embedded therein.

Fig. 3 Längsschnitt durch den Generatorteil eines weiteren Ausführungsbeispiels mit einschenkligem Joch und an dem Zünderkopf befestigter Induk tionsspule; Figure 3 shows a longitudinal section through the generator part of a further embodiment with one leg yoke and induction coil attached to the detonator head.

Fig. 4 Querschnitt durch einen ringförmigen Erreger magnet zu Fig. 2; Fig. 4 cross section through an annular exciter magnet to Fig. 2;

Fig. 5 Längsschnitt durch den Erregermagnet von Fig. 4; Fig. 5 is longitudinal section through the exciter magnet of Fig. 4;

Fig. 6 Querschnitt durch einen ringförmigen Erreger magnet zu Fig. 3; Fig. 6 cross section through an annular exciter magnet to Fig. 3;

Fig. 7 Längsschnitt durch den Erregermagnet von Fig. 6; Fig. 7 longitudinal section through the excitation magnet of Fig. 6;

Fig. 8 Verdrehsicherung in der Transportphase; Fig. 8 protection against rotation in the transport phase;

Fig. 9 Ausschnitt aus Fig. 8 im Bereich der Dichtlippe; FIG. 9 detail from FIG. 8 in the area of the sealing lip;

Fig. 10 Verdrehsicherung in der Einsatzstellung; Fig. 10 protection against rotation in the operating position;

Fig. 11 Perspektivische Ansicht eines Zünderkopfes mit Spiralnuten auf seiner Mantelfläche. Fig. 11 is a perspective view of a detonator head with spiral grooves on its outer surface.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Munitionszünder gemäß der Erfindung dargestellt. In einer als Hohlzylinder 1 mit einseitigem Flansch 2 eingebetteten Aufnahme ist ein drehbarer, dem Flansch 2 angepaßter kegelstumpfförmiger Zünderkopf 3 mit zylinderförmigem Schaft 4 gelagert, wobei der Schaft 4 in die Aufnahme hineinragt.In Fig. 1 is a longitudinal section through a munitions fuze according to the invention. In a hollow cylinder 1 embedded with unilateral flange 2 is receiving a rotatable mounted to the flange 2 adapted frustoconical igniter head 3 with a cylindrical shank 4, the shank 4 extends into the receptacle.

Die Aufnahme trägt u. a. einen Anzünder 9, eine mechanische Drallsicherung 91 und eine Verstärkerladung 92 und wird mittels des Gewindes 15 in den nicht dargestellten Muni tionskörper eingeschraubt. Am Übergang zwischen Hohlzylin der 1 und Flansch 2 der Aufnahme ist zur drehbaren Lage rung des Zylinderkopfes 3 ein Kugellager, vorzugsweise ein Schrägschulterlager 20 (hierzu auch Fig. 8, Lager 20 mit Kugel 21) vorgesehen. The recording carries, among other things, an igniter 9 , a mechanical swirl protection 91 and an amplifier charge 92 and is screwed into the ammunition body (not shown) by means of the thread 15 . At the transition between the hollow cylinder 1 and flange 2 of the receptacle for the rotatable position of the cylinder head 3, a ball bearing, preferably an oblique shoulder bearing 20 (see also FIG. 8, bearing 20 with ball 21 ) is provided.

In der Außenwand des Schaftes 4 des Zünderkopfes 3 ist im Ausführungsbeispiel ein dreischenkliges Joch 5 aus Weich eisen eingelassen. In diesem ist eine Induktionsspule 6 eingebettet. Joch 5 und Induktionsspule 6 sind folglich starr mit dem Zünderkopf 3 verbunden und drehen sich im Einsatz mit diesem.In the outer wall of the shaft 4 of the detonator head 3 , a three-legged yoke 5 made of soft iron is embedded in the exemplary embodiment. An induction coil 6 is embedded in this. The yoke 5 and induction coil 6 are consequently rigidly connected to the igniter head 3 and rotate in use with the latter.

In der Höhe des Joches 5 ist in dem Hohlzylinder 1 der Aufnahme ein dem Joch 5 angepaßter ringförmiger mehrpoli ger Erregermagnet 7 eingesetzt.At the height of the yoke 5 in the hollow cylinder 1 of the receptacle, an adapted to the yoke 5 annular poli ger excitation magnet 7 is used.

Zum Antrieb des Zünderkopfes 3 sind in dessen Außenmantel Spiralnuten vorgesehen, durch die im Einsatz in Folge der anströmenden Luft der Zünderkopf 3 in Rotation versetzt wird. Die dabei von der Induktionsspule 6 erzeugte elek trische Ladung speist ein im Zünderkopf 3 untergebrachtes geregeltes Netzteil, Verstärker 7 inklusive die an sie angeschlossenen Sensoren, eine Auswerteschaltung 8 und, auf ein Signal der Auswerteschaltung 8 hin den Anzünder 9. To drive the detonator head 3 , spiral grooves are provided in its outer jacket, through which the detonator head 3 is set in rotation as a result of the inflowing air. The thereby generated by the induction coil 6 electric charge feeds a housed in the igniter 3 regulated power supply, amplifier 7 including the sensors connected to it, an evaluation circuit 8 and, on a signal from the evaluation circuit 8 , the igniter 9th

In Fig. 2 ist der in Fig. 1 erkennbare Generatorteil vergrößert dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Joch 5 ist zur Kleinhaltung der Eisenverluste in vorteilhafter Weise aus einzelnen Eisenblechen zusammengesetzt.In FIG. 2, seen in FIG. 1 generator part is enlarged. The same parts are provided with the same reference numerals. To keep the iron losses small, the yoke 5 is advantageously composed of individual iron sheets.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Generatorteil dargestellt. In diesem Beispiel sind Erre germagnet 7 und Joch 5 in dem Hohlzylinder 1 der Aufnahme angebracht. Die am Schaft 4 des Zünderkopfes 3 angebrachte und z. B. mit Gießharz versteifte freistehende, etwa halb kreisförmig ausgebildete Induktionsspule dreht sich zwi schen Joch 5 und Erregermagnet 7 frei hindurch.In Fig. 3, another embodiment is shown for the generator part. In this example, Erre germagnet 7 and yoke 5 are mounted in the hollow cylinder 1 of the receptacle. The attached to the shaft 4 of the detonator head 3 and z. B. with cast resin stiffened, semi-circular induction coil rotates between yoke's 5 and excitation magnet 7 freely.

Der Vorteil dieser Ausführungsart besteht darin, daß das Joch nicht lamelliert zu sein braucht und gleichzeitig als Gehäuse für Verstärkerladung 92, Drallsicherung 91 und Anzünder 9 (Fig. 1) dienen kann. Ein weiterer Teil des Anzünders, der von der Auswerteschaltung 8 des sich dre henden Zünderkopfes 3 gezündet wird, befindet sich in diesem Fall im verkürzten Teil des Schaftes 4.The advantage of this embodiment is that the yoke need not be laminated and can simultaneously serve as a housing for booster charge 92 , swirl protection 91 and igniter 9 ( FIG. 1). Another part of the igniter, which is ignited by the evaluation circuit 8 of the rotating ignition head 3 , is in this case in the shortened part of the shaft 4th

Die Fig. 4 und 5 zeigen einen ringförmigen Erregermagneten im Quer- und Längsschnitt zur Verwendung in einem in Fig. 2 dargestellten Generatorteil. In Abhängigkeit vom Werkstoff und der Gestalt des Joches kann er, wie Fig. 5 zeigt, eine größere Anzahl von Polpaaren längs des Um fanges und senkrecht dazu aufweisen. FIGS. 4 and 5 show an annular field magnet in the transverse and longitudinal cross-section for use in a shown in Fig. 2 generator part. Depending on the material and the shape of the yoke, it can, as Fig. 5 shows, have a larger number of pole pairs along the circumference and perpendicular to it.

Die Fig. 6 und 7 zeigen einen einfachen ringförmigen Erregermagnet in Quer- und Längsschnitt mit lediglich zwei Polpaaren. Er ist z. B. in einem gemäß Fig. 3 ausgebildeten Generatorteil vorteilhaft einsetzbar. FIGS. 6 and 7 show a simple annular exciter magnet in the transverse and longitudinal section with only two pole pairs. He is e.g. B. advantageously used in a generator part designed according to FIG. 3.

Für den Transport der Vorrichtung ist zwischen Zünderkopf 3 und Flansch 2 in einer ringförmigen Nut (Ringnut) des Flansches 2 der Aufnahme eine Verdrehsicherung 11 vorgese hen.For the transportation of the device between the ignition head 3 and flange 2 in an annular groove (ring groove) of the flange 2 of the receptacle an anti-rotation 11 hen hen.

In Fig. 8 ist die Verdrehsicherung 11 von Fig. 1 ver größert dargestellt. Die Figur zeigt die Ringnut 12 des Flansches 2 mit einer bistabilen Tellerfeder 13, einem Gegenlager 16 und einer am äußeren Rand der Tellerfeder 13 umlaufenden Dichtlippe 14. Die Dichtlippe 14 dient zur Abdichtung gegen Gase, Feuchtigkeit und Verunreinigungen und erhöht die Reibung zwischen Zünderkopf 3 und Flansch 2 der Aufnahme.In Fig. 8, the anti-rotation device 11 of Fig. 1 is shown enlarged. The figure shows the annular groove 12 of the flange 2 with a bistable plate spring 13 , a counter bearing 16 and a sealing lip 14 running around the outer edge of the plate spring 13 . The sealing lip 14 serves for sealing against gases, moisture and contaminants and increases the friction between the igniter head 3 and flange 2 of the receptacle.

Zur besseren Abdichtung, höheren Reibung und äußeren Erkennung ist die z. B. aus Kunststoff bestehende Dichtlip pe 14, wie Fig. 9 deutlich zeigt, so gestaltet, daß durch den Andruck der Tellerfeder 13 die Dichtlippe 14 am Über gang zwischen Zünderkopf 3 und Flansch 2 geringfügig austritt. Zur leichteren Kontrolle des ordnungsgemäßen Sitzes ist es günstig, den Werkstoff der Dichtlippe 14 mit einer auffälligen Farbe zu versehen.For better sealing, higher friction and external detection, the z. B. made of plastic Dichtlip pe 14 , as Fig. 9 clearly shows, designed so that the sealing lip 14 at the transition between igniter head 3 and flange 2 emerges slightly by the pressure of the plate spring 13 . To make it easier to check the correct fit, it is advantageous to provide the material of the sealing lip 14 with a striking color.

In Fig. 10 ist die Verdrehsicherung mit der Stellung der Tellerfeder 13 nach dem Abschuß dargestellt. Die Teller feder ist um das Gegenlager 16 in ihre zweite stabile Lage gekippt. In dieser wird sie zusätzlich durch eine weitere Ringnut 15, in die die Dichtlippe 14 einrastet, sicher gehaltert. In der eingerasteten Stellung ist die Hemmung des Zünderkopfes 3 aufgehoben und der Zünderkopf 3 wird durch die durch seine Spiralnuten gleitende Luft in Dre hung versetzt.In Fig. 10, the anti-rotation is shown with the position of the plate spring 13 after firing. The plate spring is tilted around the counter bearing 16 in its second stable position. In this, it is additionally securely held by a further annular groove 15 , into which the sealing lip 14 engages. In the locked position, the inhibition of the detonator head 3 is released and the detonator head 3 is set in rotation by the air sliding through its spiral grooves.

In Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Zünder kopfes 3 mit Spiralnuten 31 dargestellt. Mit 4 ist der Schaft des Zünderkopfs 3 bezeichnet. Die Drehung des Zün derkopfes und damit der Antrieb des Generators wird da durch bewirkt, daß die im Flug des Geschosses auftretende Luftströmung in den spiralförmigen Nuten der kegelförmigen Mantelfläche umgelenkt wird. Bei dieser Umlenkung wird ein Drehmoment auf die Flanken der Spiralnuten übertragen, das durch den Rückdruck beim Ausströmen noch verstärkt wird. Die Drehzahl des Zünderkopfes ist im allgemeinen von der Geschwindigkeit des Geschosses relativ zur umgebenden Luft abhängig.In Fig. 11 is a perspective view of a detonator head 3 with spiral grooves 31 is shown. With 4 the shaft of the fuse head 3 is designated. The rotation of the Zün derkopfes and thus the drive of the generator is caused by the fact that the air flow occurring in the flight of the projectile is deflected in the spiral grooves of the conical outer surface. With this deflection, a torque is transmitted to the flanks of the spiral grooves, which is further increased by the back pressure as it flows out. The speed of the detonator head is generally dependent on the speed of the projectile relative to the surrounding air.

Die Spiralnuten sind vorzugsweise so ausgeführt, daß die im Flug anströmende Luft so geleitet wird, daß die Umlen kung vorwiegend im rückwärtigen Teil des Zünderkopfes erfolgt und am rückwärtigen Rand, also an der Stelle des größten Durchmessers des Zünderkopfes, austritt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein größeres Drehmoment er reicht als bei einem Antrieb in der Nähe der Zünderkopf spitze.The spiral grooves are preferably designed so that the Air flowing in flight is directed so that the deflections mainly in the rear part of the detonator head takes place and at the rear edge, i.e. at the location of the largest diameter of the igniter head, exits. Hereby advantageously, a greater torque is enough than for a drive near the igniter head top.

Durch die Ausgestaltung der Spiralnuten kann erreicht werden, daß beim Flug in einer laminaren Strömung beim Überschreiten einer bestimmten Relativgeschwindigkeit ein Druckpolster aufgebaut wird, das die Erhöhung der Drehzahl verzögert. Bei einem großen Einsatzgeschwindigkeitsdiffe renzbereich der eingesetzten Munition, wie es z. B. bei Mörsermunition der Fall ist, kann dadurch der Aufwand für das geregelte Netzteil verringert werden.By designing the spiral grooves can be achieved be that when flying in a laminar flow when Exceeding a certain relative speed Pressure pad is built up, increasing the speed delayed. With a large operational speed difference limit range of the ammunition used, as z. B. at Mortar ammunition is the case, it can reduce the effort for the regulated power supply can be reduced.

Der in Fig. 11 gezeigte Zünderkopf mit entsprechend ausge bildeten Spiralnuten kann durch die Dimensionierung des Lufteinlaufs sowohl für Unter- als auch für Überschall munition verwendet werden.The igniter head shown in Fig. 11 with correspondingly formed spiral grooves can be used for both subsonic and supersonic ammunition by dimensioning the air inlet.

Claims

1. Device for supplying power to ammunition detonators, characterized by the following features:

- In a hollow cylinder ( 1 ) with one-sided flange ( 2 ) embedded receptacle ( 1, 2 ) is a rotatable, the flange ( 2 ) adapted frustoconical Zün derkopf ( 3 ) with a cylindrical shaft ( 4 ), the shaft ( 4th ) protrudes into the receptacle ( 1, 2 ),
- In the outer wall of the shaft ( 4 ) or in the hollow cylinder ( 1 ) of the receptacle, at least one or multi-legged yoke ( 5 ) made of soft iron is inserted,
- In the hollow cylinder ( 1 ) of the receptacle at the height of the yoke ( 5 ) made of soft iron, at least one multipole excitation magnet ( 7 ) is used,
- In the detonator head ( 3 ) are from an induction coil ( 6 ) powered power supply, sensors with amplifier ( 7 ), an evaluation circuit ( 8 ) with ignition device, and
- In the outer jacket of the frustoconical detonator head part ( 3 ) spiral grooves are provided for air-driven rotation of the detonator head.

2. Device according to claim 1 in the event that the yoke ( 5 ) is inserted into the outer wall of the shaft ( 4 ), characterized in that the induction coil is embedded in the yoke ( 5 ).

3. Apparatus according to claim 1 in the event that the yoke ( 5 ) in the hollow cylinder ( 1 ) of the receptacle is used, characterized in that the induction coil is attached to the shaft ( 4 ) so that they derkopfes upon rotation of the Zün ( 3 ) between the yoke ( 5 ) and excitation magnet ( 7 ).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the igniter head ( 3 ) and flange ( 2 ) of the receptacle, an anti-rotation device ( 11 ) is easily seen.

5. The device according to claim 4, characterized in that as an anti-rotation ( 11 ) of the detonator head ( 3 ) in an annular groove ( 12 ) of the flange ( 2 ) of the receptacle bistable plate spring ( 13 ) is provided, the outer edge of which Sealing lip ( 14 ) in a first stable position presses into a gap between the igniter head and the receptacle and thus blocks the igniter head and which jumps into a second stable position when fired and releases it by blocking the igniter head.

6. The device according to claim 5, characterized in that the plate spring ( 13 ) in the second stable position is additionally held by a further annular groove ( 15 ) in the ring-shaped groove ( 12 ) of the receptacle.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized by their use in an approximation igniter.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the spiral grooves in the surrounding area of the large diameter of the truncated cone-shaped fuse head ( 3 ) have a larger slope.