EP0100847A2 - Mine zur Bekämpfung von Landfahrzeugen - Google Patents

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EP0100847A2
EP0100847A2 EP83106140A EP83106140A EP0100847A2 EP 0100847 A2 EP0100847 A2 EP 0100847A2 EP 83106140 A EP83106140 A EP 83106140A EP 83106140 A EP83106140 A EP 83106140A EP 0100847 A2 EP0100847 A2 EP 0100847A2
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mine
housing
sensor surface
mine according
region
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Heinz Schäfer
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C7/00—Fuzes actuated by application of a predetermined mechanical force, e.g. tension, torsion, pressure
    • F42C7/02—Contact fuzes, i.e. fuzes actuated by mechanical contact between a stationary ammunition, e.g. a land mine, and a moving target, e.g. a person
    • F42C7/04—Contact fuzes, i.e. fuzes actuated by mechanical contact between a stationary ammunition, e.g. a land mine, and a moving target, e.g. a person actuated by applying pressure on the ammunition head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00—Electric fuzes
    • F42C11/02—Electric fuzes with piezo-crystal

Definitions

  • the invention relates to a mine for combating land vehicles, in particular tanks, with an active charge arranged in a housing and operable by means of an ignition device which can be triggered by a mechanical / electrical pressure sensor.
  • a preferably circular flat part of the mine housing is designed as a sensor surface which is responsive to deflection and to which an electromechanical transducer is assigned. It is particularly advantageous to design the sensor surface like a membrane, ie with a relatively small wall thickness, in order to achieve a very sensitive response to deflection.
  • the invention provides for the region of the housing surrounding the sensor surface to be stiffened by means of ribs which are directed towards the interior of the housing.
  • the sensor surface is limited along its circumference by notches in the form of, for example, grooves, so that the deflection of the other housing parts is largely decoupled from the sensor surface.
  • Both a special element made of spring steel or another material, for example, can be inserted into the outer surface of the mine housing as a membrane-like thin bending or sensor surface, or a correspondingly thin area, possibly delimited by the notches, in the one-piece plastic or else Mine housing upper or lower part made of another suitable material can be provided.
  • the mine housing upper part is provided as a particularly preferred area of the arrangement of the sensor surface, in particular the area located above the active charge.
  • This arrangement is particularly advantageous because when the mine is laid, whether camouflaged in the ground or on the surface of the ground, it cannot be ruled out with complete certainty that voids can be present under the mine.
  • the arrangement above the active charge promotes the desired goal of only triggering if the active charge itself and not just the lead casing is covered by the wheel / chain area of a vehicle to be sensed.
  • the sensor surface only extends over a relatively small area of the active charge surface.
  • a signature can also be emitted on a camouflaged, buried mine when driving in front of 5 at a short distance be, which corresponds approximately to that on a trip, which is due to the fact that in the camouflage material or soil there is a stress or shift in the lateral direction, which can not be easily suppressed in the evaluation of the signals.
  • the measure mentioned ensures that the scatter size of the existing effect on the active charge area can be localized.
  • the invention provides for a piezo quartz as an electromechanical transducer for the deflection system to be attached to the inside of the sensor surface by gluing or in another way.
  • Other converters such as Capacitively or inductively detunable resonant circuits, switches, acceleration sensors, variable resistance paths (strain gauges) or the like can be used, but apart from cost reasons, the piezo quartz has the main advantage that it reacts to deflection in the same way as the sensor surface and, in particular, works passively, therefore none for detection Energy supply needed.
  • the coupling of the sensor surface and piezo quartz according to the invention only registers dynamic changes, whereas a static preload, for example via the temperature change of housing parts or due to the exposure to soil or a water column above the mine, is "forgotten” again after a single signal .
  • the simplest case of a signal evaluation is the evaluation of the signal level. This criterion is then passed on to the ignition electronics. It makes sense to evaluate signals from the sensor only if other sensors provided in the mine also detect a target.
  • the electrical evaluation of the signal can provide that a frequency or bandpass filter for interference suppression is switched into the signal evaluation.
  • a frequency or bandpass filter for interference suppression is switched into the signal evaluation.
  • the active charge 2 is arranged in the housing from the upper part 1a and lower part 1b.
  • the relatively small, thin housing section 3 is the bending membrane or the sensor surface.
  • the relatively large remaining area above the active charge 2 is stabilized by the support ribs 5 against bending stresses.
  • the piezoelectric quartz 4 serving as a physical transducer is arranged in the area of the sensor surface 3 by gluing or another type of fastening.
  • Fig. 1a shows a detail and enlarged representation of the membrane surface 3 with the surrounding annular groove 6 for decoupling the bending surface from the rest of the housing.
  • the support ribs 5 are arranged in a radiation pattern and only covers the sensor surface 3 a very small part of the surface of the active charge, resulting in the advantageous effect described above.
  • the sensor surface 3 with the converter 4 is followed by the amplifier 7 and the bandpass filter 8.
  • the threshold value detector 9 evaluates the amplitude size.
  • the ignition logic pressure information is available at 14
  • the signal processing is improved if the pressure signals are counted or integrated in the comparator 1o and compared with a previously set quantity. This information is available at point 11 when the set quantity is reached. Further vehicle-typical signal analyzes can still be carried out if the distances between the pressure signals and their length are compared with a predetermined time pattern in the further comparator 12. The rated informior is then available at 13.

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Abstract

Mine zur Bekämpfung von Landfahrzeugen, insbesondere Panzern, mit in einem Gehäuse angeordneter Wirkladung, die mittels einer durch einen mechanischelektrischen Drucksensor auslösbaren Zündeinrichtung initiiert wird. Ein kreisrunder flächiger Teil des Minengehäuses ist als auf Durchbiegung ansprechende Sensorfläche gestaltet, auf der ein Piezoquartz als elektromechanischer Wandler aufgeklebt ist, dessen Signale in einer elektronischen Auswertschaltung verarbeitet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mine zur Bekämpfung von Landfahrzeugen, insbesondere Panzern, mit in einem Gehäuse angeordneter mittels einer durch einen mechanisch/elektrischen Drucksensor auslösbaren Zündeinrichtung betätigbaren Wirkladung.
  • Bekannt ist die Verwendung mechanischer Drucksensoren als Hauptauslösesensoren für die Wirkladung von Landminen. Diese mechanischen Drucksensoren herkömmlicher Art initiieren direkt die pyrotechnische Zündkette. Sie lösen beim Überdecken durch den Rad/Kettenbereich eines Fahrzeuges aus. Hierbei bewirkt der einen vorgegebenen Wert übersteigende Druck beispielsweise das Brechen einer Sollbruchstelle und über eine Anstichnadel oder dgl. das Initiieren eines druck-, schlag- oder reibempfindlichen Zündsatzes, der seinerseits die Wirkladung der Mine zündet. Nachteiligbei diesen Drucksensoren ist u. a., daß die Auslösung praktisch ohne Zeitverzug erfolgt, und sie auch nicht hinreichend sicher gegen ungewolltes Beseitigen bzw. Zerstören der Minen durch mechanische Räumgeräte und/oder durch detonatives Räumen sind.
  • Von modernen Minen wird dies jedoch verlangt. Um dies zu erreichen, ist es eine Grundvoraussetzung, daß der mechanische Drucksensor nicht unmittelbar die Zündauslösung einleitet. Bei modernen Minenzündern soll in der Regel auch nicht der erste Druckanstieg mit der Minenauslösung zusammenfallen, da es bei der Zielüberdeckung meist noch zu einem späteren Zeitpunkt wirkungsvollere Zündpunkte gibt. Daher ist es erforderlich, daß einmalige Vorgänge sensiert und bewertet werden, damit anschließend das Sensorsystem gegebenenfalls noch weitere Signale auch von anderen Sensoren aufnehmen und bewerten kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen mechanischen Drucksensor anzugeben, der bei nöglichst kleiner Baugröße und einfachem Aufbau eine Signalverarbeitung und Umwandlung in elektrische Größen erlaubt, um einen möglichst wirkungsvollen Zündzeitpunkt zu erreichen und ungewolltes Auslösen zu verhindern.
  • Nach dem Vorschlag der Erfindung wird dies bei einer Mine der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß ein vorzugsweise kreisrunder flächiger Teil des Minengehäuses als auf Durchbiegung ansprechende Sensorfläche ausgebildet wird, der ein elektromechanischer Wandler zugeordnet ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Sensorfläche membranartig, also mit verhältnismäßig geringer Wanddicke auszubilden, um ein sehr empfindliches Ansprechen auf Durchbiegung zu erreichen.
  • Um die Durchbiegung möglichst genau auf den als Sensorfläche ausgebildeten Bereich zu beschränken bzw. zu lokalisieren, sieht die Erfindung vor, den die Sensorfläche umgebenden Bereich des Gehäuses mittels nach dem Inneren des Gehäuses zu gerichteten Rippen zu versteifen.
  • In gleicher Weise wirkt es sich auch aus, wenn nach einem anderen Vorschlag die Sensorfläche längs ihres Umfanges durch Einkerbungen in Form von beispielsweise Nuten begrenzt wird, so daß die Durchbiegung der übrigen Gehäuseteile von der Sensorfläche weitgehendst abgekoppelt ist. Dabei kann als membranartige dünne Biege- bzw. Sensorfläche sowohl ein besonderes Element etwa aus Federstahl oder einem anderen Material in die Außenfläche des Minengehäuses eingesetzt werden, oder aber ein entsprechend dünn ausgebildeter und ggf. von den Einkerbungen umgrenzter Bereich im einstückig ausgebildeten aus Kunststoff oder auch aus einem anderen geeigneten Material hergestellten Minengehäuse-Ober- oder -Unterteil vorgesehen sein.
  • Als besonders bevorzugter Bereich der Anordnung der Sensorfläche ist das Minengehäuseoberteil vorgesehen, und zwar insbesondere der über der Wirkladung befindliche Bereich. Diese Anordnung ist vor allem auch deshalb vorteil haft, weil bei einer Verlegung der Mine, sei es getarnt im Erdreich oder auch an der Oberfläche des Erdreichs, nicht mit völliger Sicherheit ausgeschlossen werden kann, daß unter der Mine Hohlräume vorhanden sein können. Die Anordnung über der Wirkladung fördert das angestrebte Ziel, eine Auslösung möglichst nur dann zu bewirken, wenn die Wirkladung selbst und nicht nur das Minengehäuse schlechthin vom zu sensierenden Rad/Kettenbereich eines Fahrzeuges überdeckt wird.
  • Dieses Ziel wird noch weiter dadurch gefördert, daß in zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, die Sensorfläche nur über einen verhältnismäßig kleinen Bereich der Wirkladungsoberfläche zu erstrecken. Wie sich nämlich gezeigt hat, kann auch bei Vor 5 beifahrt in geringem Abstand an einer getarnten, vergrabenen Mine unter Umständen eine Drucksignatur abgegeben werden, die in etwa derjenigen bei einer Oberfahrt entspricht, was darauf zurückzuführen ist, daß im Tarnmaterial bzw. Erdreich eine Beanspruchung bzw. Verschiebung auch in seitlicher Richtung erfolgt, was sich nicht ohne weiteres in der Auswertung der Signale unterdrücken läßt. Durch die erwähnte Maßnahme wird jedoch erreicht, daß die Streugröße des vorhandenen Effektes auf den Wirkladungsbereich lokalisiert werden kann.
  • Des weiteren sieht die Erfindung vor, an der Gehäuseinnenseite der Sensorfläche einen Piezoquarz als elektromechanischen Wandler für das Durchbiegungssystem durch Kleben oder auch auf eine andere Art zu befestigen. Zwar sind auch andere Wandler wie z.B. kapazitiv oder induktiv verstimmbare Schwingkreise, Schalter, Beschleunigungssensorei veränderliche Widerstandsbahnen (Dehnungsmeßstreifen) oder dgl. verwendbar, der Piezoquarz hat jedoch außer Kostengründen vor allem den Vorzug, daß er in gleicher Weise wie die Sensorfläche auf Durchbiegung reagiert und insbesondere passiv arbeitet, daher zur Detektion keine Energieversorgung benötigt. Von Vorteil ist dabei auch, daß die erfindungsgemäße Kopplung von Sensorfläche und Piezoquarz nur dynamische Änderungen registriert, wogegen eine statische Vorspannung etwa über den Temperatrgang von Gehäuseteilen oder durch die Belastung durch Erdreich oder eine über der Mine stehende Wassersäule nach einmaliger Signalabgabe wieder "vergessen" wird.
  • Der einfachste Fall einer Signalauswertung ist die Bewertung der Signalhöhe. Dieses Kriterium wird dann an die Zündelektronik weitergegeben. Es ist sinnvoll, Signale vom Sensor nur dann zu bewerten, wenn auch noch weitere in der Mine vorgesehene Sensoren ein Ziel feststellen.
  • Die elektrische Auswertung des Signals kann vorsehen, daß zur Störuaterdrückung ein Frequenz- oder Bandpaßfilter in die Signalauswertung geschaltet wird. Zur Bestimmung des richtigen Zeitpunktes eines Ketten-, Rad- oder Laufrollensignals vom Fahrzeug ist eine Integration oder Abzählen der Signaldauer bzw. der Signalanzahl möglich.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel gezeigt und wird anhand dieses im folgenden erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
    • Figur 1 und 1a eine Mine in einem Axialschnitt mit einer vergrößert dargestellten Einzeiheit,
    • Figur 2 das Gehäuseoberteil in einer Ansicht von unten und
    • Figur 3 ein Beispiel für die Aufarbeitung der Signale.
  • Nach Figur 1 ist im Gehäuse aus Oberteil 1a und Unterteil 1b die Wirkladung 2 angeordnet. Die verhältnismäßig kleine dünne Gehäusepartie 3 ist die Biegemembran bzw. die Sensorfläche. Die demgegenüber verhältnismäßig große übrige Fläche über der Wirkladung 2 ist durcr die Stützrippen 5 gegen Biegebeanspruchungen stabilisiert. An der Innenseite des Gehäuseoberteils la ist im Bereich der Sensorfläche 3 durch Kleben oder eine andere Befestigungs art der als physikalischer Wandler dienende Piezoquarz 4 angeordnet. Fig. 1a zeigt im Ausschnitt und vergrößerter Darstellung die Membranfläche 3 mit sie umgebender ringförmiger Nut 6 zur Entkoppelung der Biegefläche vom übrigen Gehäuse.
  • Wie aus Figur 2, in der die mit der Figur 1 übereinstimmenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, zu ersehen ist, sind die Stützrippen 5 strahlenförmig angeordnet, und überdeckt die Sensorfläche 3 nur einen sehr kleinen Teil der Oberfläche der Wirkladung, wodurch sich der vorstehend beschriebene vorteilhafte Effekt ergibt.
  • Bei der schematisch dargestellten Signalaufarbeitung der Figur 3 ist der Sensorfläche 3 mit dem Wandler 4 der Verstärker 7 und das Bandpaßfilter 8 nachgeschaltet. Der Schwellwertdetektor 9 bewertet die Amplitudengröße. Die Druckinformation der Zündlogik steht bei 14 zur Verfügung
  • Eine Verbesserung der Signalaufarbeitung ergibt sich, wenn die Drucksignale in dem Komparator 1o abgezählt bzw. integriert und mit einer vorher eingestellten Menge verglichen werden. Diese Information liegt dann bei Punkt 11 an, wenn die eingestellte Menge erreicht ist. Weitere fahrzeugtypische Signalanalysen lassen sich noch durchführen, wenn die Abstände zwischen den Drucksignalen und ihre Länge mit einem vorgegebenen Zeitmuster in dem weiteren Kcmparator 12 verglichen werden. Die bewertete Informatior steht dann bei 13 zur Verfügung.

Claims (6)

1. Mine zur Bekämpfung von Landfahrzeugen, insbesondere Panzern, mit in einem Gehäuse angeordneter mittels einer durch einen mechanisch/elektrischen Drucksensor auslösbaren Zündeinrichtung betätigbaren Wirkladung, dadurch gekennzeichnet, daß ein, vorzugsweise kreisrunder, flächiger Teil des Minengehäuses (1a) als auf Durchbiegung ansprechende Sensorfläche (3) ausgebildet ist, der ein elektromechanische Wandler zugeordnet ist.
2. Mine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorfläche (3) als im Verhältnis zur Dicke des Gehäuses (la) dünne Membran ausgebildet ist.
3. Mine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sensorfläche (3) umgebende Bereich des Minengehäuses durch vorzugsweise vertikal ins Gehäuseinnere sich erstreckende Stürippen (S) gegen Durchbiegung stabilisiert ist.
4. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorfläcne (3) durch Einkerbungen (6) umgrenzt und definiert ist. 5. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorfläche (3) vorzugsweise mittig über der Wirkladung (2) im Gehäusedeckel (1a) angeordnet ist.
6. Mine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorfläche (3) einen kleinen Bruchteil der Querschnittsfläche der Wirkladung (2), vorzugsweise wenige als ein Zehntel, überdeckt.
7. Mine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorfläche (3) mit einem an ihrer Gehäuseinnenseite befestigten, beispielsweise aufgeklebten, Piezoquarz (4) gekoppelt ist.
EP83106140A 1982-08-17 1983-06-23 Mine zur Bekämpfung von Landfahrzeugen Expired EP0100847B1 (de)

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EP0100847A3 EP0100847A3 (en) 1985-03-13
EP0100847B1 EP0100847B1 (de) 1988-06-15

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