EP0421334B1 - Bodenzünder für Rohrwaffengeschosse mit Aufschlagfunktion - Google Patents
Bodenzünder für Rohrwaffengeschosse mit Aufschlagfunktion Download PDFInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C1/00—Impact fuzes, i.e. fuzes actuated only by ammunition impact
- F42C1/02—Impact fuzes, i.e. fuzes actuated only by ammunition impact with firing-pin structurally combined with fuze
- F42C1/08—Impact fuzes, i.e. fuzes actuated only by ammunition impact with firing-pin structurally combined with fuze with delayed action after ignition of fuze or after impact
Definitions
- the invention relates to a ground igniter for barrel weapon projectiles with an impact function.
- a ground detonator for barrel weapon projectiles with an impact function is known from DE 35 35 854.8 A1.
- a spring-operated firing pin is fixed in a securing position within a housing via a mechanical delay device.
- the delay device consists of a securing sleeve with locking balls mounted in bores, a sleeve of the firing pin coupled over the locking balls, and recesses for receiving the locking balls, which are axially offset from the locking balls in a safe manner in the fuse housing.
- a working spring for accelerating the firing pin lies between the firing pin and a bottom of the securing sleeve. In the case of lightly armored targets, the delay device delays the firing of the projectile inside the target.
- the delay time is achieved in that when a projectile penetrates the target of the firing pin with the securing sleeve exerts a so-called idle stroke in the ignition direction, the locking balls entering the recesses in the housing.
- the locking sleeve unlocked in this way is pushed back into the starting position by the prestressed working spring. Only in this starting position is the working spring able to drive the firing pin in the ignition direction.
- the above-mentioned ignition delay time is achieved by the movement sequences described.
- the design effort is very high. Above all, the igniter requires a relatively large overall length in the axial direction.
- the object of the invention is to provide a base detonator with an impact function which has a considerably shorter overall length than the base detonator described at the outset.
- the invention solves this problem according to the characterizing features of the main claim.
- the igniter according to the invention advantageously consists of a few parts and is therefore inexpensive.
- the overall length is shorter than that of the ground igniter discussed at the beginning. With one floor there is therefore a much larger interior for receiving the explosives. This results in an increased explosive force.
- the tapping energy of the firing pin has the necessary measure for a defined and safe ignition of a detonator with relatively thin targets.
- the time required to delay the ignition is guaranteed.
- the detonator is only fired after a certain time after impact, i.e. inside a thin target, such as an aircraft structure, or lightly armored land vehicles.
- the delay time corresponds to the time it takes for the locking balls to move from a secured position to a working position.
- the path of the firing pin is defined in a surprisingly simple way by the double diameter of the locking balls.
- the invention can be used in low-swirl and low-swirl projectiles and missiles.
- a base igniter 1 consists of a housing 2 with a rotor housing 3, a circuit board 4 and a cup-shaped base 5 with collar 9.
- a rotor 10 with a sensitive detonator 11 and a centrifugal lock 12 are movably mounted in the rotor housing 3.
- a main axis of the igniter 1 is designated 14.
- a firing pin 20 with tip 21, collar 22, working spring 23, pin 24 and riveted base plate 25 is mounted in holes 6 to 8.
- the base 5 is supported in recesses 51, 52 with edge 15 and surface 17, a retaining spring 53, a locking disk 54 and locking balls 55.
- the working spring 23 and the retaining spring 53 are installed in the prestressed state and are designed as compression springs.
- the spring force of the working spring 23 is ten times greater than that of the retaining spring 53.
- a swirl projectile, not shown, provided with the ground igniter 1 is brought to its muzzle velocity and rotation in a weapon barrel.
- the rotor 10 After leaving the gun barrel, the rotor 10 is unlocked in a manner not shown.
- the detonator 11 is in focus according to FIG. 2.
- the centrifugal lock 12 has released the firing pin 20 for the axial stroke according to FIG. 2 and this remains in the position shown by the retaining spring 53.
- the delay of the projectile in the opposite direction of the arrow 13 during the flight has no influence on the firing pin 20 which has been released.
- the work Spring 23 and the firing pin 20 are secured via the retaining spring 53 and the locking disk 54 according to the position in Fig. 1.
- the projectile is decelerated while it is penetrating a lightly armored target. Due to the projectile delay and the inertia of the functional parts, the firing pin 20 with the locking disk 54 and locking balls 55 moves forward in the direction of the arrow 13, see also FIG. 2. The locking balls 55 slide over the edge 15 and radially outward. The locking disk 54 performs a stroke 16 which corresponds to the diameter of the locking balls 55. The delay time until the ignition corresponds approximately to the time required for the stroke 16 of the locking disk 54.
- the locking balls 55 are pressed against the wall 56 due to their mass and the projectile swirl. The friction between the locking balls 55 and the wall 56 delays the stroke 16 of the firing pin 20.
- the relatively high bias of the working spring 23 clamps the locking balls 55 between the base plate 25 and the locking disk 54.
- the radially acting mass forces overcome the frictional forces, so that the locking balls 55 leave the base plate 25 to lie against a wall 57 of the recess 51.
- an edge 27 accelerates the locking balls 55 in addition to the radial inertial forces, ie the locking balls 55 are thrown out of the clamping area 26 of the foot plate 25 and the locking disk 54.
- the friction of the locking balls 55 in the clamping area 26 is therefore the second factor for the delay time.
- the working spring 23 drives the firing pin 20 into the detonator 11 until the base plate 25 stops on the locking plate 54.
- the delay time is much shorter. This is defined in that the firing pin 20 from the position "safe" shown in FIG. 1 requires a certain time until the detonator 11 taps due to the inertia of the firing pin 20.
- the decisive factor is a so-called package, which is connected to the firing pin 20 and consists of a locking disk 54, locking balls 53 and a base plate 25.
- the friction of the locking balls 55 on the wall 56 of the recess 52 in the area of the path 58 also has a time-delaying effect effective.
- a cone surface 30 drawn in broken lines and an edge 27 lying in a region 28 can be provided instead of the edge 15.
- Each individual measure already results in a shorter delay time.
- a longer delay time for a thin target can be achieved by a larger area 26 and / or by an extended distance 58 for the blocking balls 55.
- a certain penetration depth of the tip 21 in the detonator 11 is necessary for reliably piercing the detonator 11.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Bodenzünder für Rohrwaffengeschosse mit Aufschlagfunktion.
- Ein Bodenzünder für Rohrwaffengeschosse mit Aufschlagfunktion ist aus der DE 35 35 854.8 A1 bekannt. Bei diesen ist ein federbetätigter Schlagbolzen über eine mechanische Verzögerungseinrichtung innerhalb eines Gehäuses in Sicherungsstellung festgelegt. Die Verzögerungseinrichtung besteht aus einer Sicherungshülse mit in Bohrungen gelagerten Sperrkugeln, einer über die Sperrkugeln gekuppelten Hülse des Schlagbolzen und aus, zu den Sperrkugeln in Sicherstellung im Zündergehäuse axial versetzt angeordneten Ausnehmungen zur Aufnahme der Sperrkugeln. Eine Arbeitsfeder zur Beschleunigung des Schlagbolzens liegt zwischen dem Schlagbolzen und einem Boden der Sicherungshülse. Bei leicht gepanzerten Zielen bewirkt die Verzögerungseinrichtung die verzögerte Zündung des Geschosses im Inneren des Zieles. Die Verzögerungszeit wird dadurch erreicht, daß beim Eindringen eines Geschosses in das Ziel der Schlagbolzen mit der Sicherungshülse einen sogenannten Leerhub in Zündrichtung ausübt, wobei die Sperrkugeln in die Ausnehmungen des Gehäuses gelangen. Die dadurch entriegelte Sperrhülse wird durch die vorgespannte Arbeitsfeder zurück in die Ausgangsstellung verschoben. Erst bei dieser Ausgangsstellung ist die Arbeitsfeder in der Lage, den Schlagbolzen in Zündrichtung anzutreiben. Durch die beschriebenen Bewegungsabläufe wird die genannte Zündverzögerungszeit erreicht.
- Der konstruktive Aufwand ist dabei sehr hoch. Vor allem benötigt der Zünder in Achsrichtung eine relativ große Baulänge.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Bodenzünder mit Aufschlagsfunktion zu schaffen, der eine wesentlich kürzere Baulänge als der eingangs beschriebene Bodenzünder aufweist.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches.
- Der erfindungsgemäße Zünder besteht vorteilhaft aus wenigen Teilen und ist daher kostengünstig. Außerdem ist die Baulänge kürzer als bei dem eingangs besprochenen Bodenzünder. Bei einem Geschoß besteht daher ein wesentlich größerer Innenraum zur Aufnahme des Sprengstoffes. Dadurch liegt eine erhöhte Sprengkraft vor.
- Wesentlich ist auch, daß die Anstichenergie des Schlagbolzens bei relativ dünnen Zielen das erforderliche Maß für eine definierte und sichere Anzündung eines Detonators aufweist. Dabei ist die notwendige Zeit zur Zündverzögerung gewährleistet. Die Zündung des Detonators erfolgt erst nach Ablauf einer gewissen Zeit ab Aufschlag, also im Inneren eines dünnen Zieles, wie Flugzeugstruktur, oder leicht gepanzerte Landfahrzeuge. Die Verzögerungszeit entspricht der Zeit die die Sperrkugeln benötigen, nur aus einer gesichterten Stellung in eine Arbeitsstellung zu gelangen.
- In überraschend einfacher Weise ist der Weg des Schlagbolzens durch den zweifachen Durchmesser der Sperrkugeln definiert.
- Die Erfindung ist bei drall- und drallarmen Geschossen und Flugkörpern einsetzbar.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:
- Fig. 1 einen Ausschnitt eines vereinfacht dargestellten Bodenzünders in der Position "sicher"
- Fig. 2 den Bodenzünder nach Fig. 1 in Anzündstellung
- Fig. 3 eine Einzelheit III nach Fig. 1.
- Ein Bodenzünder 1 besteht aus einem Gehäuse 2 mit einem Rotorgehäuse 3, einer Platine 4 und aus einem topfförmigen Boden 5 mit Bund 9.
- Ein Rotor 10 mit anstichmpfindlichen Detonator 11 und eine Zentrifugalsicherung 12 sind in dem Rotorgehäuse 3 beweglich gelagert. Eine Hauptachse des Zünders 1 ist mit 14 bezeichnet.
- Ein Schlagbolzen 20 mit Spitze 21, Bund 22, Arbeitsfeder 23, Stift 24 und angenieteter Fußplatte 25 ist in Bohrungen 6 bis 8 gelagert.
- Der Boden 5 lagert in Ausnehmungen 51, 52 mit Kante 15 und Fläche 17, eine Rückhaltefeder 53, eine Sperrscheibe 54 und Sperrkugeln 55.
- Die Arbeitsfeder 23 und die Rückhaltefeder 53 sind in vorgespanntem Zustand eingebaut und als Druckfedern ausgebildet. Die Federkraft der Arbeitsfeder 23 ist wengistens zehnmal größer als die der Rückhaltefeder 53.
- Ein mit dem Bodenzünder 1 versehenes, nicht dargestelltes Drallgeschoß wird in einem Waffenrohr auf seine Mündungsgeschwindigkeit und Rotation gebracht.
- Nach Verlassen des Waffenrohres wird der Rotor 10 in nicht gezeichneter Weise entriegelt. Der Detonator 11 ist gemäß Fig. 2 in Scharfstellung. Die Zentrifugalsicherung 12 hat gemäß Fig. 2 den Schlagbolzen 20 für den Axialhub freigegeben und dieser verbleibt durch die Rückhaltefeder 53 in der gezeichneten Position. Die Verzögerung des Geschosses entgegen der Pfeilrichtung 13 während des Fluges hat keinen Einfluß auf den entsicherten Schlagbolzen 20. Die Arbeits feder 23 und der Schlagbolzen 20 sind über die Rückhaltefeder 53 und die Sperrscheibe 54 gemäß der Position in Fig. 1 gesichert.
- Während des Eindringvorganges in ein leicht gepanzertes Ziel wird das Geschoß verzögert. Durch die Geschoßverzögerung und die Massenträgheit der Funktionsteile bewegt sich der Schlagbolzen 20 mit Sperrscheibe 54 und Sperrkugeln 55 nach vorne in Pfeilrichtung 13, siehe auch Fig. 2. Die Sperrkugeln 55 gleiten über die Kante 15 und radial nach außen. Die Sperrscheibe 54 führt einen Hub 16 aus, der dem Durchmesser der Sperrkugeln 55 entspricht. Die Verzögerungs- zeit bis zur Zündung entspricht etwa der Zeit, die für den Hub 16 der Sperrscheibe 54 benötigt wird.
- Maßgebend für die Verzögerungszeit sind zwei Bewegungsabläufe.
- 1. Der Hub 16 mit den an einer Wand 56 der Ausnehmung 52 gleitenden Sperrkugeln 55.
- Die Sperrkugeln 55 werden aufgrund ihrer Masse und des Geschoßdralls an die Wand 56 gedrückt. Die Reibung zwischen den Sperrkugeln 55 und der Wand 56 verzögert den Hub 16 des Schlagbolzens 20.
- 2. Die Reibung der Sperrkugeln 55 zwischen der Fußplatte 25 und der Sperrscheibe 54 heim Abgleiten der Sperrkugeln 55 über die Kante 15.
- Die relativ hohe Vorspannung der Arbeitsfeder 23 spannt die Sperrkugeln 55 zwischen den Fußplatte 25 und der Sperrscheibe 54 ein. Die radial wirkenden Massenkräfte überwinden die Reibungskräfte, so daß die Sperrkugeln 55 die Fußplatte 25 verlassen um sich an eine Wand 57 der Ausnehmung 51 zu legen. Sobald die Sperrkugeln 55 nach Fig. 3 einen Spannbereich 26 an der Fußplatte 25 verlassen haben, beschleunigt eine Kante 27 zusätzlich zu den radialen Massenkräften die Sperrkugeln 55, d.h. die Sperrkugeln 55 werden aus dem Spannbereich 26 der Fußplatte 25 und der Sperrscheibe 54 hinausgeschleudert.
- Die Reibung der Sperrkugeln 55 in dem Spannbereich 26 ist daher der zweite Faktor für die Verzögerungszeit.
- Sobald die Sperrkugeln 55 die Fußscheibe 25 verlassen haben, treibt die Arbeitsfeder 23 den Schlagbolzen 20 in den Detonator 11 bis zum Anschlag der Fußplatte 25 an die Sperrscheibe 54.
- Bei einem stärker gepanzerten Ziel ist die Verzögerungszeit wesentlich geringer. Diese ist dadurch definiert, daß der Schlagbolzen 20 aus der in Fig. 1 gezeichneten Stellung "sicher" aufgrund der Massenträgheit des Schlagbolzens 20 eine gewisse Zeit bis zum Anstich des Detonators 11 benötigt. Maßgebend ist ein sogenanntes, mit dem Schlagbolzen 20 verbundenes Paket, bestehend aus Sperrscheibe 54, Sperrkugeln 53 und Fußplatte 25. Weiterhin zeitverzögernd wirkt die Reibung der Sperrkugeln 55 an der Wand 56 der Ausnehmung 52 im Bereich der Wegstrecke 58. Die Arbeitsfeder 23 wird dabei nicht wirksam.
- Um bei dünnen Zielen eine kürzere Verzögerungszeit zu erreichen, können anstelle der Kante 15 eine strichpunktiert gezeichnete Konusfläche 30 und eine, in einem Bereich 28 liegende Kante 27 vorgesehenen sein. Jede einzelne Maßnahme bewirkt bereits eine kürzere Verzögerungszeit.
- Andererseits ist eine längere Verzögerungszeit bei einem dünnen Ziel durch einen größeren Bereich 26 und/oder durch eine verlängerte Wegstrecke 58 fürdie Sperrkugeln 55 zu erreichen.
- Zum sicheren Anstechen des Detonators 11 ist eine bestimmte Eindringtiefe der Spitze 21 im Detonator 11 notwendig.
Claims (3)
- Bodenzünder (1) für Rohrwaffengeschosse mit Aufschlagfunktion mit einem Detonator (11), einem federbetätigten Schlagbolzen (20), einer mechanischen Verzögerungseinrichtung (15, 16, 52, 55), welche Sperrkugeln (55) aufweist, die in ihrer Sperrstellung den Schlagbolzen (20) in bezug auf ein, in einer Ausnehmung (51) eines Gehäuses (5) axial verschiebbares Sperrglied (54) formschlüssig festlegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperrglied als Sperrscheibe (54) ausgebildet ist, die Sperrscheibe (54) bodenseitig zusammen mit einer kleineren schlagbolzenseitigen Fußplatte (25) die Sperrkugeln (55) zwischen sich durch die Kraft einer Arbeitsfeder (23) am Schlagbolzen (20) festklemmt, die Sperrscheibe (54) durch die Kraft einer Rückhaltefeder (53) an einem bodenseitigen Bund (9) anliegt, und
eine gehäuseseitige Ausnehmung (52) die Sperrkugeln (55) radial begrenzt, wobei die Arbeitsfeder (23) an einem Bund (22) des Schlagbolzens (20) und die Rückhaltefeder (53) an einer gehäuseseitigen Platine (4) abgestützt sind. - Bodenzünder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wand (56) der Ausnehmung (52) koaxial zur Hauptachse (14) des Zünders (1) ist und in Anzündrichtung (13) eine Kante (15) als Übergang zu einer, rechtwinkling zur Hauptachse (14) liegenden Fläche (17) vorgesehen ist,
und an der Fußscheibe (25) ein über die Sperrkugeln (55) radial hinausragender Spannbereich (26) vorgesehen ist. - Bodenzünder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federkraft der Arbeitsfeder (23) etwa zehnmal größer ist als die der Rückhaltfeder (53).
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