DE7541575U - Elektrischer geschosszuender - Google Patents

Description

Elektrischer Geschoßzünder

Die Neuerung betrifft einen elektrischen Geschoßzünder, mit einem beim Zielaufschlag durch eine Prall- oder Schockwelle beaufschlagbaren, als piezoelektrische Zelle ausgebildeten Spannungsimpulsgeber, in welchem beim Zielaufschlag, d.h. beim plötzlichen Abbremsen des Geschosses ein dem Aufschlagimpuls bzw. dem Verzögerungsmoment entsprechender Spannungsimpuls erzeugbar ist.

Zünder, bei denen als Zündspannungsgenerator eine piezoelektrische Zelle dient, sind bekannt. Bei einem solchen Zünder (US-PS 3 295 449) ist beispielsweise der piezoelektrischen Zelle axial benachbart eine Masse angeordnet, dies beim Abfeuern des Geschosses durch Beharrungskraft auf die Zelle drückt und in dieser eine der Abschußbeschleunigung entsprechende Spannung erzeugt. Die so erzeugte elektrische Energie wird sodann im Zünder, gegebenenfalls in der piezoelektrischen Zelle selbst gespeichert und beim Erreichen des Zieles über einen Aufschlagkontakt oder einen elektronischen Zündschalter auf die Zündkapsel entladen und letztere dabei gezündet.

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Daneben sind aber auch Zünder bekannt (US-PS 3 486 452) bei denen die Zündspannung in einer piezoelektrischen Zelle erst beim Zielaufschlag erzeugt wird, sei es mittels eines einstoßbaren, mit einem Hamraerteil auf die Zelle schlagenden Stößels, sei es mittels einer hinter der Zelle angeordneten Masseρ die bei plötzlicher Abbremsung des Geschosses bzw. durch eine beim Aufschlag erzeugte und bis zur piezoelektrischen Zelle laufende Stoßwelle in der Zelle einen dem Bremsmoment bzw. dem Prallimpuls entsprechenden Spannungsimpuls erzeugt. Mit dieser beim Aufschlag erzeugten Spannung wird unmittelbar der Detonator des Geschosses gezündet.

Es hat sich nun aber gezeigt, daß bei diesen Zündern die in der piezoelektrischen Zelle erzeugte Spannungsspitze etwa gleich hoch sein kann, unabhängig von der Art des Aufschlags. Trifft das Geschoß beispielsweise im Flug auf Laubwerk, Regentropfen o. dgl., solsttuU.der Spannungsimpuls etwa ebenso hoch wie bei einem flachwinkligen Aufschlag des Geschosses auf ein festes Ziel. Dies wird durch die Charakteristik der piezoelektrischen Zelle bestimmt, deren Impulshöhe nicht von der kinetischen Energie als solcher, sondern von der Dauer und Steilheit des Energieanstiegs abhängt. Ein Auftreffen des Geschosses auf eine Maske - simmuliert durch 1 u/m Pappe in senkrechtem Beschüß - ergibt beispielsweise in der piezoelektrischen Zelle die gleiche Spannungsepitze wie ein Aufschlag des Geschosses auf eine Stahlplatte unter 15° Auftreffwinkel. Je nach Empfindlichkeitseinstellung des Zünders führt dies dazu, daß der Zünder entweder bereits bei Maskentreffern anspricht oder aber bei einem Zielaufschlag unter flachem Auftreffwinkel blind geht.

Aufgabe der Neuerung ist es daher, die Impulsglieder für die piezoelektrische Zelle sowie das Geschoß so auszubilden, daß einerseits der bei Frontalaufschlag auf eine Maske erzeugte Prallschlagimpuls gedämpft und die bei flachwinkligem Auftreffen des Geschosses auf ein festes Ziel erzeugte, in Ge-

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schoßachsrichtung verlaufende Impulskomponente gesteigert ; wird.

'":'.·'' Um ein sicheres Ansprechen eines Zünders bei flachem Auftreffwinkel zu erzielen, ist es bereits bekannt, den Kopf mit einer scharfen Greifkante zu versehen, welche bewirkt, Γ daß das Geschoß nicht abprallt, sondern daß sich der Kopf ;' im Ziel festhakt und den Zünder betätigt. Die axiale Impuls-. komponente bzw. die durch diese in der piezoelektrischen Zolle erzeugte Spannungsspitze ist aber dennoch nicht so viel höher, daß sie eine deutliche Unterscheidung gegenüber ,, dem erwähnten Frontalaufschlag auf 1 m/m Pappe ermöglichen .."",'_ würde. Es muß daher noch eine andere Maßnahme damit einhergehen, die die Differenz der Spannungsamplituden wesentlich ■ vergrößert.

¹^ Neuerungsgemäß wird dies durch einen im Geschoßkopf vorgesehenen Impulswandler erreicht, der aus einem in das Ge-

.,-k'l ' Λ schoß kopfseitig eingesetzten, in an sich bekannter Weise ^'■ M^{: V}J'mit einer scharfen Greifkante versehenen Kopfteil und einem

: in dessen vornehmlich trichterförmige Ausnehmung eingesetzte, 1 _ den Kopfteil mit einem balligen oder kegeligen Vorsprung i; überragenden, nachgiebigen Stopfen besteht· Als besonders T^ geeigneter Werkstoff hat sich ein Kunstharz erwiesen, das

^ivU;, von " AO⁰ bis + 70° elastisch verformbar ist, vornehmlich ■?$$¥ -.Ά' PPlyacttal.

; _Α--^: Dieser Stopfen kann innerhalb des Kopf teils begrenzt axial

.!•·?;.ς,ί verschiebbar sein, wozu zwischen dem rückwärtigen Ende einee

;r > Schaftes des Stopfens und einem Innenboden des Kopfteils ein

. '"■■; Fröiraum vorgesehen ist, welcher ein begrenztes axiales

^; >i ^ Verschieben des Stopfens ermöglicht.

• Λ/': Weitere konstruktive Varianten, die alle zum Ziel haben, zu-. nächst bei Frontalaufschlag - gegebenenfalls unter Aufdornen

;^Λ . des Zieles durch den vorstehenden Kegel - nur einen Teil des Stoßimpulses zu übertragen, d.h. die Impulsspitze zu reduzieren und dabei die Impulsdauer zu verlängern, sind in den

" Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben.

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Die neuerungsgemäße Lösung führt zu einem Spannungsimpulsverhältnis von 1 (bei Maskentreffern): 2 bis 3 (bei 15° Aufechlag auf feste Ziele). Auf diese Spannungsdifferenz aber kann das Zündsystem bzw. eine diesem vorgeschaltete elektronische Sehwelle ohne Schwierigkeiten abgestimmt werden,

<■ Der neuerungsgemäße Impulswandler erlaubt ein Schießen aus der Deckung und gewährleistet, daß der Zünder bei Aufschlag auf Blattwerk, Regen u, dgl., d.h. bei Maskentreffern nicht, beim Aufprall auf feste Ziele jedoch, selbst bei sehr ungünstigem Auftreffwinkel, noch sicher anspricht.

Einzelheiten gehen aus der Beschreibung einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Vorderteils eines Geschosses, ,, im Augenblick des Auftreffens auf ein Ziel unter sehr

|! flachem Auftreffwinkel,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Geschoß- bzw. Zünderkopf ■ im Bereich II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Zündspannungsgenerator

des Geschosses in seinem prinzipiellen Aufbau, im λ Zünder nach Fig. 1 im Bereich III,

Fig. 4 bis 7 verschiedene Ausführungsformen des neuerungs-

j gemäßen Impulswandlers

Nach den Figuren 1 bis 3 weist ein Geschoß 3 bzw. ein in dieses kopfseitig eingeschraubter Zünder in einen Zünderkörper 1 einen Zündspannungsgenerator (Fig. 3) auf, welcher aus einer piezoelektrischen Zelle 2 und einer von hinten an dieser anliegenden Masseplatte A besteht. In diesem Zündspannungagenerator entsteht in bekannter Weise eine Spannung, wenn beim Zielaufschlag eine Prall- oder Schockwelle den Zünderkörper 1 und die Zelle 2 durchläuft bzw., wenn bei

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plötzlichem Abbremsen des Geschosses 3 infolge der Ver- ν, zögerung die Masseplatte A die Zelle 2 auf den Zünderkörper preßt. Die Höhe der Spannung wird dabei durch die Impulsspitze des Stoßes bestimmt. Durch diesen Spannungsimpuls wird abör beim überschreiten einer Mlndestachwellenspannung ein im Heck 5 des Zünders 1 angeordneter Detonator gezündet.

übliche beispw. mit einer ogivalen Zunderhaube versehene Zünder gleiten bei Aufschlag auf eine Stahlplatte 6, die wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, in sehr flachem Winkel zur Geschoßbahn steht, ab. Sie hinterlassen gegebenenfalls eine läng-C liehe Gleitspur und zünden u. U. seitab vom Ziel. Der Zünder selbst erhält dabei aber nur senkrecht zur Geschoßachse einen stärkeren Impuls, welcher den Zünder deformiert, so daß das Geschoß anschließend blind geht. DJe axiale Impulskomponente ist so gering, daß durch sie in dem piezoelektrischen ZUndspannungsgenerator keine zur Zündung des Detonators erforderliche Spannung erzeugt wird, vor allem dann, wenn die Struktur der ogivalen ZUnderhaube nicht sehr kompakt ist, bzw. eventuell nur eine dünne ballistische Haube ist.

Um dies zu vermeiden, d.h. auch bei flachwinkligem Zielaufschlag eine ausgeprägte und ausreichend hohe axiale Impulskomponente zu erreichen, ist in den Zünderkörper 1 an seiner ■ Spitze ein Kopfteil 7 aus gehärtetem Stahl eingesetzt, das mit einer Ringschulter 8 auf einer Stirnringfläche 9 des Zünderkörpers 1 aufsitzt. Am oberen Rand seines etwas zylindrischen, über den Zünderkörper 1 überstehenden Kopfes weist das Kopfteil 7 eine scharfe Greifkante 10 auf, an die sich zur Mitte hin eine trichterförmige Ausnehmung 11 anschließt. |

Beim flachwinkligen Auftreffen des Geschosses 3 auf die Stahl- i platte 6 frißt sich die scharfe Greifkante 10 in das Zielniaterial. Das Geschoß 3 verhakt sich in der Platte 6. Dabei wird im Zünder 1 eine deutliche und steil ansteigende axiale Impulskoiaponente bewirkt, die ausreicht,, in der Zelle 2 die zur Zündung des Detonators erforderliche Zündspannung zu erzeugen.

Wie¹ einleitend bereits erwähnt wurde, wird aber beim Frontalaufprall eines solchen Zünders auf eine Maske, nachgebildet beispw. durch ein Ziel von 1 m/m Pappe, in dem zünderkörper eine Aufprall-, d.h. eine Schockwelle erzeugt, die zwar einen geringen Energieinhalt besitzt, dafür aber axtrem steil ver» läuft. Diese Schockwelle durcheilt den Zünderkörper 1 in Axialrichtung und trifft mit voller Amplitude auf die Zelle In dieser ruft sie einen kurzen, aber sehr hohen Spannungsimpuls hervor, der ausreicht, den Detonator zu zünden. Um

/*';-'' diesen Aufprallimpuls zu dämpfen bzw. zu wandeln und zwar in der Form, daß - bei im wesentlichen gleichem Energieinhalt -die Impulsspitze verringert und die Impulsdauer verlängert

V ) wird, ist in die Ausnehmung 11, welche in der Mitte in eine zentrische Sacklochbohrung 12 mündet, die nach unten durch

ir einen Boden 13 abgeschlossen ist, ein Stopfen 14 eingedrückt. ΐ Dieser etwas 1insenkopfnietförmige Stopfen 14 ragt mit einem Vorsprung 15 axial über die Greifkante 10 vor, während er radial etwa an der Greifkante 10 ausläuft. Der Vorsprung 15 _v\ kann ballig oder wie Fig. 5 veranschaulicht, als Kegel 16 , ausgebildet sein. Die (Spitz-) Kegelform bewirkt beim Ziel- ^; aufprall auf ein nachgiebiges Ziel ein Aufdornen. Der Stopfen 14 besteht aus einem verformbaren Werkstoff, vornehmlich aus einem im Bereich von - 40° bis + 70° C in gewissen Grenzen elastisch verformbaren Kunstharz vornehmlich aus Polyacetal. Außer dem Aufdorneffekt wird innerhalb eines Anfangsweges

C dadurch auch eine Impulsdämpfung erzielt; die Impulskurve schnellt nicht schlagartig steil nach oben, sondern steigt geneigt an. Sie erreicht daher auch - bei gleichem Energieinhalt nicht die Spitzenhöhe wie sie bei einem Frontalaufprall des Kopfteils 7 ohne Stopfen 14 auftreten würde. Der Stopfen 14 weist nach hinten einen zylindrischen Schaft 17 euf₉ der vornehmlich mit axial verlaufenden, radial über-

1Q stehenden Rippen 18 (Fig. 5) oder mit Längsnuten (Fig. 4)

versehen ist. Bodenseitig ist zwischen dem Ende des Schaftes 17 und dem Boden 13 ©in Freiraum 20 vorgesehen, welcher dem Stopfen 14 bzw. dessen Schaft 17 eine elastische hzw. plastische ■^l' Verförmunl⁴ gestattet, ehe das Schaftende auf den Boden 13 trifft. Abgesehen von der bei der Verformung des Stopfens 14 auftretenden Energieumwandlung, wird dadurch eine Dämpfung und Strekkung der Impulskurve bewirkte Die Kurve zeigt einen ersten

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Anstieg beim Auftreffen der Spitze des Vorsprunges 15» 16 /\/\ auf das Ziel, verlötoPb dann etwa gleichmäßig weiter und ' ' ' steigt dann u. U, nochmals gering an, wenn der Schaft 17 des Stopfens 14 auf den Boden 13 des Kopfteils 7 auftrifft* Die klingorlppen 18 oder -nuten 19 dienen der Befestigung und zentrischen Abstützung des Stopfens 14 Im Kopfteil 7, sie er~

■ '.''·>,U möglichen aber auch eine begrenzte radiale Materialverschie-

■ ψΡ^:* bung und ein axiales, wenn auch gebremstes Verschieben des :·&%$\ ■;. Schaftes 17 In der Bohrung.

Um dem Stopfen 14 Im Kopfteil 7 einen festen Halt zu geben, ^J ,,,kann der Kopfteil 7, wie in Flg. 4 dargestellt ist, mit ge- % Winderingförmigen, erhabenen oder vertieften Rillen 21 ver- %

■': sehen sein.

Der Erhöhung der anfänglichen Impulsdämpfung bei Frontalaufpralll des Zünders auf ein Ziel dient aber auch eine Ausbildung des Stopfens nach den Fig. 6 und 7. Dort weist nach FIg. 6 ein Stopfen 22 zur kegeligen Ausnehmung 11 des Kopfteiles 7 hin einen flacheren Kegelwinkel auf als die Ausnehmung 11 selbst. Der erste Frontalaufprallstoß des Zünders auf ein Ziel wird daher zunächst durch die Eigenfederung des Stopfenwerkstoff es im Bereich des Kopfes aufgefangen. Erst nach Zurlicklegung dieses Verformungsweges gelangt der Stopfen 22 in festeren Kontakt zum Kopfteil 7. Die Eingangsimpulskurve wird ; dadurch abgeflacht. Daneben kann gemäß Fig. 7 ein etwa pilzförmiger Stopfen 23 zur kegeligen Ausnehmung des Kopfteils 7 hin auch eine Auskehlung 24 aufweisen, die in ähnlicher Weise bewirkt, daß erst verzögert eine geschlossene Impulskette entsteht.

Anstell© oder zusätzlich zu diesen Maßnahmen ist nach Fig. 7 das in den Freiraum 20 hineinragende, untere Ende eines Schaftes 25 mit einer kegel- oder kugelförmigen Spitze 26 versehen. Dies© sitzt in Ausgangsstellung auf dem Innenboden 13 des Kopfteils 7 überhaupt nicht bzw. nur punktförmig auf. Dadurch tritt beim Einstoßen des Stopfens 23 zunächst eine elastische, anschließend eine plastische Verformung des Stopfens 23 und erst dann ein voller Kraftschluß von der Ziel-

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wand über den Stopfen 22» den Kopfteil 7 und den ZUnderkör- /fr//i per i »um Zündspannungsgenerator 2 ein.

Dieser Impulswandler und «dehner, der bei Maskentreffern ein Ansprechen des Zünders mit Sicherheit verhindert, beeinträchtigt nicht die Punktionsfähigkeit des ZUndspannungsgenerators 2 bei Aufschlag des Geschosses 3 auf ein Festziel und insbesondere nicht das Einhaken der Greifkante 10 im Ziel bei flachwinkligem Aufschlag des ,Geschosses.

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Claims (8)

1. I * β « f "

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   Schutzansprüche:

   1,, Elektrischer Geschoßzünder mit einem beim Zielaufschlag durch eine Prall- oder Schockwelle beaufschlagbaren, als piezoelektrische Zelle ausgebildeten Spannungsimpulsgeber, ■■·■:. in welchem beim Zielaufschlag, d.h, beim plötzlichen Abbremsen des Geschosses ein dem Aufschlagimpuls bzw. dem Abbremsmoment entsprechender Spannungsimpuls erzeugbar ist, gekennzeichnet durch einen im Kopf eines Geschosses (3) vorgesehenen Impulswandler, bestehend aus einem in das ; Geschoß (3) bzw. einen Zünderkörper (1) kopfseitig eingesetzten, in an sich bekannter Weise mit einer scharfen t '■ Greif kante (10) versehenen Kopfteil (7), in dessen vornehmlich trichterförmige Ausnehmung (11) ein das Kopfteil (7) mit einem balligen oder kegeligen Vorsprung (15, 16) überragender, nachgiebiger Stopfen (14, 22, 23) eingesetzt iet,
2. 2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (14, 22, 23) aus einem verformbaren Werkstoff, insbesondere aus einem innerhalb eines Temperaturbereichs von etwa - 40° + 70° C elastisch verformbaren Kunstharz, vornehmlich aus Polyacetal besteht.
3. 3» Zünder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dd?d©r Stopfen (14, 22, 23) innerhalb des Kopfteils (7) begrenzt axial verschiebbar ist.
4. 4» Zünder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem rückwärtigen Ende eines Schaftes (17, 25) des Stopfens (14, 23) und einem Innenboden (13) des Kopfteils (7) ein den axialen Stoßimpuls erst verzögert, vornehmlich erst nach einer begrenzten Axialverschiebung des Stopfens (14, 23) auf den Kopfteil (7) übertragender Freiraum (20) vorgesehen ist.

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5. 5. Zünder nach den Ansprüchen 1 bis k_t dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der Ausnehmung (11) des Kopfteiles (7) kleiner list als der des Stopfens (23),
6. 6, Zünder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (23) zum Kopfteil (7) hin derart ausgekehlt ist, daß er in Ausgangsstellung nur mit seinem Rand der Greifkante (10) benachbart auf dem Kopfteil (7) aufsitzt.
7. 7, Zünder nach den Ansprüchen 1 bzw. 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (17) des Stopfens (14) mit radial eingestochenen Längsnuten (19) und/oder mit radial überstehenden Längsrippen (1Θ) versehen ist.
8. 8. Zünder nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaft (17) des Stopfens (14) aufnehmende, zylindrische Sacklochbohrung (12) des Kopfteils (7) mit gewinderingartigen, erhabenen bzw. vertieften Rillen (21) versehen ist.

   9* Zünder nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (23) des Stopfens (23) zum Innenboden (13) des Kopfteiles (7) hin kegel- bzw. kugelförmig geformt ist und in der Ruhestellung am Innenboden (13) nicht oder nur punktförmig anliegt.

   10, Zünder nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (7) als Einsatz ausgebildet und wenigstens an seinem über das Geschoß (3) überstehenden Teil gehärtet sowie mit einer ringförmigen Auflageschulter (8) versehen istj mit der er formschlüssig auf einer Stirnringfläche (9) des Geschosses (3) aufliegt.