EP0602632B1 - Vorrohr-Sicherheitszünder und mit diesem ausgestattetes Geschoss - Google Patents

Vorrohr-Sicherheitszünder und mit diesem ausgestattetes Geschoss Download PDF

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EP0602632B1
EP0602632B1 EP93120266A EP93120266A EP0602632B1 EP 0602632 B1 EP0602632 B1 EP 0602632B1 EP 93120266 A EP93120266 A EP 93120266A EP 93120266 A EP93120266 A EP 93120266A EP 0602632 B1 EP0602632 B1 EP 0602632B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
safety
ignition
locking
sleeve
guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP93120266A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0602632A2 (de
EP0602632A3 (de
Inventor
Uwe Brede
Alfred Hörr
Bodo Preis
Joachim Fibranz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
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Filing date
Publication date
Application filed by Dynamit Nobel AG, Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik filed Critical Dynamit Nobel AG
Publication of EP0602632A2 publication Critical patent/EP0602632A2/de
Publication of EP0602632A3 publication Critical patent/EP0602632A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0602632B1 publication Critical patent/EP0602632B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/24—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected by inertia means
    • 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
    • F42C1/04—Impact fuzes, i.e. fuzes actuated only by ammunition impact with firing-pin structurally combined with fuze operating by inertia of members on impact

Definitions

  • the invention relates to a front pipe safety igniter for low-swirl or free-projectiles, especially for Practice projectiles and in the subsonic area, as well as a with such a front pipe safety igniter Bullet.
  • Such projectiles are made using a propellant charge shot down a pipe. They have detonators that ignite the projectile when it hits it. So that the floor not already when handling or in the vicinity of the Can ignite pipe, the so-called pre-pipe area and the operating team is at risk, safety igniters used, where the projectile only after is sharp when leaving the front pipe area.
  • DE 21 19 574 A1 describes a safety fuse that can be used on projectiles that have only a low or have no rotation.
  • This safety detonator points in a cavity of a jacket a security and a guide sleeve that is nested in the Cavity are slidably arranged.
  • Inside the guide sleeve is a firing pin with a firing pin slidably guided in a securing position of first securing balls, some of which are in a groove of the firing pin and partly in openings engage the guide sleeve and thus a mechanical Coupling between the firing pin and the guide sleeve effect, set against the guide sleeve is.
  • the guide sleeve in turn, which by means of a Helical compression spring against the direction of flight of the projectile is biased, in the securing position held by second locking balls that are in breakthroughs the locking sleeve are arranged and partially engage in grooves of the guide sleeve, whereby they rest on the cavity wall.
  • the securing sleeve covers the openings, in which the first locking balls are arranged so that these hold the firing pin relative to the guide sleeve.
  • the safety sleeve set with locking pins Before the launch and in the launch tube is the safety sleeve set with locking pins.
  • the safety detonator is focused according to DE 21 19 574 A1 in two phases. Move in a first phase the guide sleeve, the securing sleeve and the Firing pin together due to their inertia in the cavity forward relative to the floor, due to from on the floor due to the wind resistance acting delays. These must be in the first phase be so high that those on the floor in the direction of flight Moved total mass from the guide and locking sleeve and firing pin compresses the spring. In this Phase are in the openings in the securing sleeve and the grooves of the guide sleeve second securing element from the inside on the cavity wall why the mechanical coupling between the locking sleeve and the guide sleeve is maintained.
  • the advance of the total mass from the guide and locking sleeve and firing pin is limited in that the securing sleeve against the one lying in the direction of flight End of the cavity. Lie in this position the openings in the securing sleeve recesses Opposite cavity wall into which the second locking balls penetration. They step out of the grooves out of the guide sleeve, with which the mechanical coupling is lifted by the securing sleeve and guide sleeve. The force of the compressed acting on the guide sleeve Spring leads to the fact that the guide sleeve together with the firing pin still mechanically coupled to it moved back against the direction of flight.
  • the first securing balls can be used from the openings in the guide sleeve get out, so that the mechanical coupling between the firing pin and the guide sleeve is lifted.
  • the now freely movable firing pin is in approximately in the position at the rear end of the cavity, in which he was at the beginning of the first phase. From this phase on the projectile or its detonator sharp, so that the firing pin because of its inertial forces when the projectile hits a The target moves forward and a charge ignites. Subsequently become the guide sleeve and the securing sleeve decoupled by disengaging the balls and the guide sleeve moves under the influence of the compression spring in the cavity backwards, using the firing pin takes along. In a rear position of the guide sleeve then the openings of the securing balls are exposed, so that they can disengage and release the firing pin. The firing pin can move freely in this position and the bullet sharp.
  • the invention has for its object a safety fuse and a to create this equipped floor, the safety detonator one has a simple structure and the risk of ignition failure and the Trajectory deviation reduced and especially for (practice) floors in the Subsonic area can be used.
  • the front pipe safety igniter has Guide the ignition trigger element provided for igniting a charge a stationary in the cavity of a floor to be arranged guide element.
  • the ignition trigger element is longitudinally displaceable on the guide element guided, so it can be relative to the guide element in Shift flight direction (and opposite), unless it locks onto the stationary guide element is.
  • This locking is done by a securing element. This extends in the locked state Securing element both in a recess of the ignition trigger element as well as in a through hole of the Guide element.
  • the securing element is preferably a sphere.
  • On the ignition trigger opposite side of the guide element a locking and release element arranged, the freely longitudinally displaceable within the cavity of the projectile, i.e.
  • the locking and Trigger element covers for locking the ignition trigger element on the guide element its through hole and holds the safety ball in this and thus in the Recess of the ignition trigger element. Only when the locking and trigger element completely on the through hole has passed, the through hole is exposed, so that the securing element from the through hole can emerge and thus the locking canceled between the ignition trigger element and the guide element is.
  • the restraining force acts on the ignition trigger element a retaining spring, which is the ignition trigger element holds in its locked position in which the Fuse element partially in the recess of the ignition trigger element and partially in the through hole of the guide member is arranged.
  • the ignition trigger element with radial Play in the guide sleeve and the securing sleeve (locking and release element) with play around the guide sleeve is arranged.
  • the ignition trigger element it is either an element (e.g. impact or firing pin) that strikes a (ignition) charge or an element containing an (ignition) charge, on a fixed ignition element (for example a firing pin) hits when the projectile hits the target hits.
  • the mode of operation of the invention is described below Front pipe safety igniter are described.
  • the projectile located on the launch tube is the ignition trigger element via the securing element on the guide element locked.
  • the locking and release element is located viewed on - in the direction of flight of the projectile - rear end of its displacement path. Here it covers the through hole and holds the securing element in this and thus also in the recess of the Ignition trigger element.
  • When leaving the launch tube acts on the projectile due to its wind resistance a deceleration (negative acceleration). Due to the Mass inertia of the freely movable within the cavity Locking and release element moves this in the direction of flight of the projectile within the Cavity.
  • the retaining spring holds that Ignition trigger element back while the locking and Trigger element is moved forward.
  • the front pipe protection of the safety detonator canceled. Because now the ignition trigger can when the bullet hits the target due to the resulting inertial forces as a result the strong braking of the projectile against the force of the Move the retaining spring forward to ignite the projectile's charge.
  • the security zone depends in which the front pipe safety igniter according to the invention prevents the charge of the projectile from igniting, on the length of time that the locking and release element needed to be completely at the through hole to move past.
  • This time span is in turn from Speed at which the locking and trigger element relative to the guide element within of the cavity of the projectile.
  • Speed at which the locking and trigger element relative to the guide element within of the cavity of the projectile is also crucial how long (extension in the direction of the flight direction) the locking and release element is.
  • the speed at which the locking and Tripping element in the event of delays acting on the projectile in turn depends on the strength of the deceleration of the projectile and thus of the wind resistance of the Projectile and the mass of the locking and release element from.
  • the retention spring comes through when flying through the front tube area the task over the entire flight time of the projectile to, the ignition trigger on a movement to To prevent firing of the projectile charge as long as on the Ignition trigger element only that due to projectile delays acting forces are exerted. Also along of the falling branch of the projectile's trajectory this ensures that the ignition trigger element not advanced before the bullet hit. If the projectile along the sloping branch of its trajectory moved, because the front pipe area is already left, the locking and release element on the through hole moving past in the direction of flight.
  • the recess of the Ignition trigger element can hit the projectile for an obstacle in the front pipe area between the ignition trigger element and the locking and release element via the fuse element disengaged from the ignition release element such wedging occur that the projectile is safe, so the detonator is also safe can no longer ignite if during subsequent handling of the projectile on this vibrations and forces act.
  • the locking and release element around that only part that (when flying through the downpipe area) must move so that the safety detonator despite Down pipe protection is brought into focus. Furthermore, only a single securing element is required, around the ignition trigger element on the guide element to lock. Provided several security elements and thus also several through holes in the guide element can of course also be desired more than one securing element can be used. A however, the only securing element is sufficient.
  • Acting on the locking and release element Forces, especially as a result of gravity, hold that Locking and release element on the front in the direction of flight End of its displacement path where there is the through hole releases. After moving the Locking and triggering element on the through hole can So the locking and release element no longer be moved back, which is why the detonator after flying through of the front pipe area without it becoming one in this case unintentional bullet hit is therefore the detonator for the rest of the trajectory in focus.
  • the invention Front pipe safety igniter especially with low swirl or -free projectiles are used, the speeds reach in the subsonic area.
  • Projectiles in particular are practice projectiles and preferably around sub-caliber training bullets with a dummy into which a charge containing the propellant Sleeve is inserted.
  • a projectile head used with the invention Front pipe safety igniter is provided.
  • Such projectiles have a parabolic trajectory shot and show only low flight speeds on.
  • the initial phase of the trajectory of such a projectile is this according to the launch angle of the Launch tube about 30 ° to 80 °, preferably 45 ° to 75 °, inclined to the horizontal.
  • the bullet is decelerated due to the air resistance. Since the locking and release element inside the floor not subject to these delays, it moves due to inertial forces relative to the projectile in its direction of flight forward.
  • the ignition trigger element is by the retaining spring on such a forward movement hindered. The on the locking and release element acting inertia forces are greater than that resulting forces due to acceleration due to gravity opposite to the flight direction on the locking and trigger element act.
  • the locking and release element Covered in the front pipe area the locking and release element first with his the securing element facing away from the load, until after leaving the front pipe area too its end section facing the load is located on the Security element has moved past.
  • the cavity and that Locking and release elements have corresponding Dimensions so that these two end positions are taken can be. Once the securing element is outward the safety detonator is sharp.
  • the locking and trigger element (the ignition trigger element) and the projectile has the gravitational pull. Because the bullet through the air resistance is accelerated less than the locking and triggering element (and the ignition triggering element), which the air resistance forces do not are exposed, the locking and release element remains in its previously occupied position, in the its end section facing away from the load at the front end of the cavity.
  • the ignition release element is on from the retaining spring a movement due to the gravitational acceleration hindered; it is only when the bullet is hit that the ignition trigger element lent kinetic energy greater - and although much larger than the force of the retaining spring. Since the ignition trigger is unlocked (the Fuse element is already or is from the ignition trigger element disengaged through the through hole, the projectile charge is ignited.
  • the ignition trigger element an ignition element having an ignition charge is that when moving against the force of the Retention spring in the direction of a fixed firing pin is movable to ignite the charge. That at Projectile ignition trigger element moving in the direction of flight hits a fixed firing pin, the the ignition charge of the ignition trigger element ignites. Because of the resulting fumes are those in the rear Part of the floor housed smoke boom charge ignited.
  • the ignition charge is at am arranged at the front end of the projectile head and arranged in the rear end of the projectile head Smoke bang charge between the two.
  • a securing part is advantageously used provided that the locking and release element when in its locked position Ignition trigger element prevents longitudinal displacement.
  • This securing part is preferably a spring-loaded locking pin due to its spring preload flies off the projectile when this leaves the launch tube or, in the case of a Sub-caliber practice ammunition, from that of the dummy picked up propellant charge sleeve emerges.
  • the locking and release element in its securing position held, but also the ignition trigger element in it Locking position so that the ignition trigger element in front a longitudinal displaceability is secured without this the lock given via the securing element needs the guide element.
  • the recess of the ignition trigger element is preferably as a circumferential, partially circular in section Groove trained.
  • Securing element preferably designed as a ball. Through the groove, the ball is over part of yours enclosed spherical outer surface; in the rest of the area is the locking ball in the through hole of the guide element immersed. Through the partial encirclement the locking device covering the through hole and trigger element substantially immovable securing ball becomes a good mechanical coupling (locking) of the ignition trigger element on the guide element the safety ball achieved.
  • the ignition trigger element and the locking and release element over can strongly wedge the locking ball if that Storey when flying through the downpipe area on Obstacle and thus the safety function of the Safety detonator responds is advantageous Further development of the invention provided that the groove opposite to the direction of flight conically widening area of the ignition trigger element connects. Over the sloping surface of the conical The securing ball becomes more and more extensive with the range Advance movement of the ignition trigger element increasingly pressed against the locking and release element. This creates an extremely strong wedging.
  • the transition area between grooving and conical area formed as a shoulder which the Disengagement movement of the safety ball through the advancing ignition trigger element reinforced.
  • a mortar 10 is shown, from the launch tube 12 a projectile 14 with a parabolic trajectory 16 can be fired.
  • the launch tube 12 is around a launch angle of about 30 ° to 80 °, preferably from 45 ° to 75 °, inclined to the horizontal.
  • the Floor 14 is a non-rotating, sub-caliber mortar training floor with wing stabilization and becomes one Shot dummy with propellant case.
  • the projectile 14 has a cylindrical cavity 17 a safety fuse 18 with a safety device on, in the direction of flight at the top of the floor in Projectile head 20 is arranged (Fig. 2).
  • the safety device has a guide element in the form of a guide sleeve 32 with one in a radial through hole 54 arranged securing element in the form of a ball 52 and a locking and release element in the form of a Locking sleeve 38 on.
  • the securing sleeve surrounds the Guide sleeve with a small radial distance.
  • the projectile 14 has a smoke explosion charge as the charge 22 to be ignited on in the direction of flight behind the safety igniter 18 is arranged in the rear of the projectile head 20 and with her protrudes front end into the cavity of the Ge lap head 20.
  • the projectile head 20 is a thick-walled metal tube, the one at its front end in the direction of flight a press-fit part, the ignition needle holder 24 closed is.
  • the Projection 26 which is coaxial with the rest of the needle holder 24 and the projectile head 20 is arranged, centered in this way the guide sleeve 32.
  • the Wall thickness of the guide sleeve 32 is such that between the inner wall 34 and the guide sleeve 32 Annulus 36 remains in that with little radial play to the guide sleeve 32 and with radial play to the cavity 17 delimiting inner surface 34, the securing sleeve 38 is inserted.
  • the securing sleeve 38 has approximately one Third of the axial length of the guide sleeve 32 or Annulus 36.
  • a for triggering ignition arranged essentially cylindrical ignition element 40, which is inserted with play in the guide sleeve 32 and one on its front facing the direction of flight Has ignition charge.
  • the ignition element 40 has an in Circumferential circumferential part-circular Groove 42 on which is opposite to the direction of flight a conical area 44 connects to the rear.
  • the conical region 44 follows one externally curved rounding 46 into the outer (peripheral) surface 48 of the ignition element 40. Between the groove 42 and the conical portion 44 is on the igniter 40 a shoulder 50 is formed.
  • the radius of the ball corresponds the radius of the groove 42.
  • the safety fuse 18 is in the secured state the locking sleeve 38 with its rear in the direction of flight End 55 at the rear end of the annulus in the direction of flight 36, i.e. on the holding body 27 and covered with their facing away from the charge 22 and the holding body 27 and in the flight direction end portion 68 the through hole 54 with the ball 52 located therein (Fig. 2).
  • the ball 52 is thereby in its on the igniter 40 adjacent position held so that the ignition element 40 cannot move and locks is (locking position).
  • At least one locking pin 56 in one radial opening 58 of the projectile head 20 is provided, the locking pin 56 by means of a helical compression spring 60 is biased to the outside.
  • the length of the Locking pin 56 is larger than the wall thickness of the Projectile head 20 so that the locking pin 56 in secured condition in the annular space 36 of the safety fuse 18 protrudes and the locking sleeve 38 with her end facing away from the charge 22 at the above Locking pin 56 is present.
  • the safety igniter 18 is operational when the projectile 14 is shot down, whereby before leaving the dummy the safety detonator 18 is secured in that the locking pin 56 the Securing sleeve 38 in its securing position according to FIG. 2, in which the securing sleeve 38 in turn has the ball 52 in the locking position locking the ignition element 40 secures, holds.
  • the Helical compression spring 62 prevents relative movement of the igniter 40 relative to the projectile head 20 due to inertial forces when the Storey 14 in flight. Thereby of the Ignition element 40 on the ball 52 no opening force exercised so that this lies loosely in the groove 42 and the securing sleeve 38 move freely past it on the outside can without wedging Ignition element and securing sleeve 38 via the ball 52 is coming.
  • the safety fuse 18 is sharp, wherein the individual parts of the safety fuse 18 shown in Fig. 4 positions shown.
  • a movement of the igniter 40 in the direction of the ignition needle 30 a force exceeding the force of the spring 62 (as in Case) is now possible because the ball 52 disengages by itself or through the igniter 40 the groove 42 and the cone area 44 radially after can be pressed on the outside and thus the ignition element 40 releases.
  • the ball 52 which in of the part-circular groove 42 is due to the movement of the igniter 40 over the groove 42 and the cone area 44 pressed out and doing so with the locking sleeve 38 non-positively in contact brought.
  • the groove 42 and the shoulder 50 designed so that even a slight axial forward movement of the igniter 40 a large radial outward disengagement speed of ball 52 has the consequence.
  • the reliable function of downtube security is due to the rapid disengagement of one Inner surface portion of the through hole 54 of the immovable Guide sleeve 32 adjacent ball 52 reached. During the disengagement movement, the ball 52 presses against the outside the locking sleeve 38. In this way, the igniter 40 with the securing sleeve 38 via the ball 52 wedged.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Vorrohr-Sicherheitszünder für drallarme oder -freie Geschosse, insbesondere für Übungsgeschosse und im Unterschallbereich, sowie ein mit einem solchen Vorrohr-Sicherheitszünder ausgestattetes Geschoß.
Solche Geschosse werden mittels einer Treibladung aus einem Rohr abgeschossen. Sie sind mit Zündern versehen, die das Geschoß beim Auftreffen zünden. Damit das Geschoß nicht schon bei der Handhabung oder im Nahbereich vor dem Rohr, dem sogenannten Vorrohrbereich, zünden kann und dabei die Bedienungsmannschaft gefährdet, werden Sicherheitszünder verwendet, bei denen das Geschoß erst nach dem Verlassen des Vorrohrbereichs scharf ist.
DE 21 19 574 A1 beschreibt einen Sicherheitszünder, der bei Geschossen einsetzbar ist, die nur eine geringe oder keine Rotation aufweisen. Dieser Sicherheitszünder weist in einem Hohlraum eines Mantels eine Sicherheits- und eine Führungshülse auf, die ineinandergesteckt in dem Hohlraum gleitend angeordnet sind. Im Innern der Führungshülse ist ein mit einer Zündnadel versehener Schlagbolzen gleitend geführt, der in einer Sicherungsposition von ersten Sicherungskugeln, die teilweise in eine Auskehlung des Schlagbolzens und teilweise in Durchbrechungen der Führungshülse eingreifen und somit eine mechanische Kopplung zwischen dem Schlagbolzen und der Führungshülse bewirken, gegenüber der Führungshülse festgelegt ist. Die Führungshülse ihrerseits, die mittels einer Schraubendruckfeder entgegen der Flugrichtung des Geschosses vorgespannt ist, wird in der Sicherungsposition von zweiten Sicherungskugeln festgehalten, die in Durchbrüchen der Sicherungshülse angeordnet sind und teilweise in Auskehlungen der Führungshülse eingreifen, wobei sie an der Hohlraumwand anliegen. In der Sicherungsposition überdeckt die Sicherungshülse die Durchbrechungen, in denen die ersten Sicherungskugeln angeordnet sind, so daß diese den Schlagbolzen relativ zur Führungshülse festhalten. Vor dem Abschuß und im Abschußrohr ist die Sicherungshülse mit Sicherungsstiften festgelegt.
Das Scharfstellen des Sicherheitszünders erfolgt gemäß DE 21 19 574 A1 in zwei Phasen. In einer ersten Phase bewegen sich die Führungshülse, die Sicherungshülse und der Schlagbolzen gemeinsam aufgrund ihrer Masseträgheit in dem Hohlraum relativ zum Geschoß nach vorn, und zwar aufgrund von auf das Geschoß infolge des Windwiderstands wirkenden Verzögerungen. Diese müssen in der ersten Phase derart hoch sein, daß die in dem Geschoß in Flugrichtung vorbewegte Gesamtmasse aus Führungs- sowie Sicherungshülse und Schlagbolzen die Feder komprimiert. In dieser Phase liegen die in den Durchbrechungen der Sicherungshülse und den Auskehlungen der Führungshülse angeordneten zweiten Sicherungselement von innen an der Hohlraumwand an, weshalb die mechanische Kopplung zwischen der Sicherungshülse und der Führungshülse aufrechterhalten bleibt. Die Vorbewegung der Gesamtmasse aus Führungs- und Sicherungshülse und Schlagbolzen wird dadurch begrenzt, daß die Sicherungshülse gegen das in Flugrichtung liegende Ende des Hohlraums anschlägt. In dieser Position liegen die Durchbrechungen der Sicherungshülse Ausnehmungen der Hohlraumwand gegenüber, in die die zweiten Sicherungskugeln eindringen. Dabei treten sie aus den Auskehlungen der Führungshülse heraus, womit die mechanische Kopplung von Sicherungshülse und Führungshülse aufgehoben ist. Die auf die Führungshülse wirkende Kraft der komprimierten Feder führt dazu, daß sich die Führungshülse zusammen mit dem weiterhin mechanisch mit ihr gekoppelten Schlagbolzen entgegen der Flugrichtung zurückbewegt. Das setzt allerdings voraus, daß die auf die Masse aus Führungshülse und Schlagbolzen wirkende Verzögerungskraft kleiner ist als die Federkraft. Zwar ist die von der komprimierten Feder zurückzubewegende Masse um die der Sicherungshülse reduziert; damit sich aber Führungshülse und Schlagbolzen zurückbewegen können, muß die auf das Geschoß wirkende Verzögerung einen entsprechenden Betrag haben. Ist die Verzögerung zu groß, verharren Führungshülse und Schlagbolzen am vorderen Ende des Hohlraums, ohne daß sich die Feder expandiert. Nachdem die Feder expandiert ist (Phase 2), ist die Führungshülse so weit nach hinten aus der Sicherungshülse herausbewegt, daß die Durchbrechungen der Führungshülse freiliegen. Jetzt können die ersten Sicherungskugeln aus den Durchbrechungen der Führungshülse herausgelangen, so daß die mechanische Kopplung zwischen dem Schlagbolzen und der Führungshülse aufgehoben ist. Der jetzt frei bewegbare Schlagbolzen befindet sich in etwa in derjenigen Position am hinteren Ende des Hohlraums, in der er sich zu Beginn der ersten Phase befand. Ab dieser Phase ist das Geschoß bzw. dessen Zünder scharf, so daß sich der Schlagbolzen wegen seiner Trägheitskräfte bei einem Aufschlag des Geschosses auf ein Ziel nach vorn bewegt und eine Ladung zündet. Anschließend werden die Führungshülse und die Sicherungshülse durch Ausrücken der Kugeln entkoppelt und die Führungshülse bewegt sich unter dem Einfluß der Druckfeder in dem Hohlraum nach hinten, wobei sie den Schlagbolzen mitnimmt. In einer hinteren Stellung der Führungshülse liegen dann die Öffnungen der Sicherungskugeln frei, so daß diese ausrücken können und den Schlagbolzen freigeben. In dieser Position ist der Schlagbolzen frei beweglich und das Geschoß scharf.
Bei dem bekannten Sicherheitszünder ist nachteilig, daß zum Scharfmachen mehrere aufwendig zu bearbeitende Einzelteile mehrere Vor- und Zurückbewegungen ausführen müssen. Dadurch besteht die Gefahr des Zündversagens. Ferner besteht aufgrund der Massenverlagerung durch die Bewegungen der einzelnen Teile die Gefahr von Flugbahnabweichungen. Für die Funktion des bekannten Sicherheitszünders ist die hochexakte Abstimmung der Gesamtmasse aus Führungs- sowie Sicherungshülse und Schlagbolzen auf die Federkraft und die Abstimmung der Federkraft auf die Masse aus Führungshülse und Schlagbolzen erforderlich. Wegen der relativ kurzen Vorrohrsicherungszone bei Übungsgeschossen im Unterschallbereich bereiten diese Abstimmungen, die nicht zuletzt auch von den Verzögerungen abhängen, denen das (Übungs-) Geschoß während seiner Flugphase ausgesetzt ist, Probleme. Übunsgeschosse, insbesondere für Mörser, sind für lediglich kurze vergleichweise stark parabolische Flugbahnen ausgelegt, wobei die Vorrohrsicherheitszone lediglich einige Meter bis einige zehn Meter (z. B. bis zu 30 Meter) beträgt.
Aus der FR-E-40639 ist ein Vorrohr-Sicherheitszünder für drallarme oder -freie Geschosse, insbesondere Übungsgeschosse und insbesondere im Unterschallbereich bekannt, mit
  • einem Führungselement zur ortsfesten Anordnung in einem Geschoß,
  • einem Zündauslöseelement, welches ein eine Anzündladung aufweisendes Anzündelement ist, zur Zündung einer Ladung des Geschosses, wobei das Zündauslöseelement in oder an dem Führungselement angeordnet ist,
  • einer Zündnadel zum Anzünden des Zündauslöseelements,
  • einem Sicherungselement zur Anordnung in einem Durchgangsloch in dem Führungselement, wobei das Sicherungselement in seiner Sicherungsposition ein Anzünden des Zündauslöseelements durch die Zündnadel verhindert,
  • einer Rückhaltefeder gegen deren Kraft die Anzündung des Zündauslöseelements geschieht,
  • einem Verriegelungs- und Auslöseelement, welches eine das Führungselement umgebende Sicherungshülse ist, die frei längsverschiebbar angeordnet ist und in ihrer Sicherungsposition das Sicherungselement hält und das Verriegelungs- und Auslöseelement in seiner Freigabestellung das Sicherungselement aus dem Durchgangsloch freigibt, so daß das Zündauslöseelement und die Zündnadel entgegen der Kraft der Rückhaltefeder aufeinander zu bewegbar sind, und
  • einem Sicherungsteil, welches in seiner Sicherungsposition das Verriegelungsund Auslöseelement in seiner Sicherungsposition zum Halten des Sicherungselements in dem Durchgangsloch des Führungselements hält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitszünder sowie ein mit diesem ausgestattetes Geschoß zu schaffen, wobei der Sicherheitszünder einen einfachen Aufbau aufweist und die Gefahr des Zündversagens sowie der Flugbahnabweichung reduziert und sich insbesondere für (Übungs-) Geschosse im Unterschallbereich verwenden läßt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Vorrohr-Sicherheitszünder weist zum Führen des zur Zündung einer Ladung vorgesehenen Zündauslöseelements ein ortsfest in dem Hohlraum eines Geschosses anzuordnendes Führungselement auf. Das Zündauslöseelement ist längsverschiebbar am Führungselement geführt, läßt sich also relativ zum Führungselement in Flugrichtung (und entgegengesetzt dazu) verschieben, sofern es nicht an dem ortsfesten Führungselement verriegelt ist. Diese Verriegelung erfolgt durch ein Sicherungselement. Im verriegelten Zustand erstreckt sich das Sicherungselement sowohl in einer Ausnehmung des Zündauslöseelements als auch in einem Durchgangsloch des Führungselements. Bei dem Sicherungselement handelt es sich vorzugsweise um eine Kugel. Auf der dem Zündauslöseelement abgewandten Seite des Führungselements ist ein Verriegelungs- und Auslöseelement angeordnet, das innerhalb des Hohlraums des Geschosses frei längsverschiebbar, d.h. frei in Geschoß-Flugrichtung und entgegengesetzt dazu, bewegbar ist. Das Verriegelungs- und Auslöseelement überdeckt zur Verriegelung des Zündauslöseelements am Führungselement dessen Durchgangsloch und hält die Sicherungskugel in diesem und damit auch in der Ausnehmung des Zündauslöseelements. Erst wenn das Verriegelungs- und Auslöseelement sich vollständig am Durchgangsloch vorbeibewegt hat, ist das Durchgangsloch freigelegt, so daß das Sicherungselement aus dem Durchgangsloch heraustreten kann und damit die Verriegelung zwischen Zündauslöseelement und Führungselement aufgehoben ist. Bei dem erfindungsgemäßen Vorrohr-Sicherheitszünder wirkt auf das Zündauslöseelement die Rückhaltekraft einer Rückhaltefeder, die das Zündauslöseelement in dessen Verriegelungsposition hält, in der das Sicherungselement teilweise in der Ausnehmung des Zündauslöseelements und teilweise im Durchgangsloch des Führungselements angeordnet ist. Vorzugsweise handelt es sich sowohl bei dem Führungselement als auch bei dem Verriegelungs- und Auslöseelement jeweils um einen Hülsenkörper, wobei das Zündauslöseelement mit radialem Spiel in der Führungshülse und die Sicherungshülse (Verriegelungs- und Auslöseelement) mit Spiel um die Führungshülse angeordnet ist. Bei dem Zündauslöseelement handelt es sich entweder um ein Element (z.B. Schlag- oder Zündbolzen), das auf eine (Anzünd-)Ladung auftrifft oder um ein eine (Anzünd-)Ladung enthaltendes Element, das auf ein feststehendes Zündelement (beispielsweise eine Zündnadel) auftrifft, wenn das Geschoß auf das Ziel auftrifft.
Nachfolgend soll die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Vorrohr-Sicherheitszünders beschrieben werden. Bei im Abschußrohr befindlichem Geschoß ist das Zündauslöseelement über das Sicherungselement an dem Führungselement verriegelt. Das Verriegelungs- und Auslöseelement befindet sich am - in Flugrichtung des Geschos ses betrachtet - hinteren Ende seines Verschiebungsweges. Dabei überdeckt es das Durchgangsloch und hält das Sicherungselement in diesem und damit auch in der Ausnehmung des Zündauslöseelements. Beim Verlassen des Abschußrohres wirkt auf das Geschoß aufgrund von dessen Windwiderstand eine Verzögerung (negative Beschleunigung). Aufgrund der Massenträgheit des innerhalb des Hohlraums frei bewegbaren Verriegelungs- und Auslöseelements bewegt sich dieses in Flugrichtung des Geschosses innerhalb des Hohlraums vor. Auch auf das Zündauslöseelement wirken, wie auch beim Verriegelungs- und Auslöseelement, Bewegungskräfte infolge der Verzögerung, die das Geschoß erfährt. Wegen der Rückhaltefeder jedoch verharrt das Zündauslöseelement trotz dieser Bewegungskräfte in seiner Verriegelungsposition. Dies ist insofern von Bedeutung, als das Zündauslöseelement bei einer Vorbewegung in derjenigen Flugphase, in der sich das Sicherungselement noch in der Ausnehmung und dem Durchgangsloch befindet, das Sicherungselement aufgrund einer entsprechenden Ausgestaltung der Ausnehmung aus diesem heraus und durch das Durchgangsloch ausrücken würde. Sofern das Durchgangsloch noch von dem sich ebenfalls aufgrund der Bewegungskräfte vorbewegenden Verriegelungs- und Auslöseelement überdeckt ist, könnte es zu einer Verkeilung zwischen dem Zündauslöseelement und dem Verriegelungs- und Auslöseelement über das in dem Durchgangsloch befindliche Sicherungselement kommen, mit der Folge, daß das Verriegelungs- und Auslöseelement sich nicht länger vorbewegen würde. Bei einer derartigen Verkeilung jedoch würde das Zündauslöseelement sich auch dann nicht gegen die Kraft der Rückhaltefeder mehr vorbewegen können, wenn das Geschoß auf das Ziel auftrifft. Damit eine derartige Fehlfunktion des Vorrohr-Sicherheitszünders verhindert wird, wird durch die Rückhalte feder dafür gesorgt, daß sich das Zündauslöseelement dann nicht vorbewegen kann, wenn lediglich die infolge einer Verzögerung des Geschosses wegen dessen Luftwiderstand auftretenden Trägheits-Bewegungskräfte auf das Zündauslöseelement wirken.
Solange also im mündungsnahen Bereich des Abschußrohres, dem sogenannten Vorrohrbereich, lediglich die oben erwähnten aufgrund der Abbremsung des Geschosses infolge von dessen Luftwiderstand auftretenden Beschleunigungskräfte auf das Zündauslöseelement und das Verriegelungs- und Auslöseelement wirken, hält die Rückhaltefeder das Zündauslöseelement zurück, während das Verriegelungs- und Auslöseelement vorbewegt wird. Sobald sich das Verriegelungs- und Auslöseelement gänzlich an dem Durchgangsloch vorbeibewegt hat, ist die Vorrohrsicherung des Sicherheitszünders aufgehoben. Denn jetzt kann sich das Zündauslöseelement beim Auftreffen des Geschosses im Ziel aufgrund der dabei auftretenden Trägheitskräfte infolge der starken Abbremsung des Geschosses gegen die Kraft der Rückhaltefeder zur Zündung der Ladung des Geschosses vorbewegen. Sollten hingegen auf das Zündauslöseelement bereits im Vorrohrbereich, in dem das Verriegelungs- und Auslöseelement noch nicht so weit vorbewegt ist, daß es das Durchgangsloch freigibt, derart große Kräfte auftreten, daß das Zündauslöseelement gegen die Kraft der Rückhaltefeder vorbewegt wird, was beim Auftreffen des Geschosses auf ein Hindernis im Vorrohrbereich der Fall ist, dann kommt es zu der oben bereits angesprochenen Verkeilung zwischen Zündauslöseelement und Verriegelungs- und Auslöseelement über das von dem Zündauslöseelement bei dessen Vorbewegung ausgerückten Sicherungselement und damit zu einer Blockierung des Zündauslöseelements, weshalb eine Zündung der Ladung des Geschosses verhindert wird.
Wie sich aus dem obigen ergibt, hängt die Sicherheitszone, in der der erfindungsgemäße Vorrohr-Sicherheitszünder eine Zündung der Ladung des Geschosses verhindert, von der Zeitdauer ab, die das Verriegelungs- und Auslöseelement benötigt, um sich vollständig am Durchgangsloch vorbeizubewegen. Diese Zeitspanne wiederum ist von der Geschwindigkeit abhängig, mit der sich das Verriegelungs- und Auslöseelement relativ zum Führungselement innerhalb des Hohlraums des Geschosses bewegt. Für die Zeitdauer ist auch entscheidend, wie lang (Erstreckung in Geschoß-Flugrichtung) das Verriegelungs- und Auslöseelement ist. Die Geschwindigkeit, mit der das Verriegelungs- und Auslöseelement bei auf das Geschoß wirkenden Verzögerungen bewegt wird, hängt wiederum von der Stärke der Abbremsung des Geschosses und damit vom Windwiderstand des Geschosses und von der Masse des Verriegelungs- und Auslöseelements ab. Durch entsprechende Wahl der obigen Einflußgrößen läßt sich der Vorrohrbereich, in dem eine ungewollte Zündung der Geschoßladung durch den erfindungsgemäßen Sicherheitszünder verhindert wird, bestimmen.
Neben ihrer oben beschriebenen Funktion während des Durchfliegens des Vorrohrbereichs kommt der Rückhaltefeder über die gesamte Flugdauer des Geschosses die Aufgabe zu, das Zündauslöseelement an einer Bewegung zum Zünden der Geschoßladung zu hindern, solange auf das Zündauslöseelement lediglich die infolge von Geschoßverzögerungen wirkenden Kräfte ausgeübt werden. Auch entlang des abfallenden Astes der Flugbahn des Geschosses ist damit gewährleistet, daß sich das Zündauslöseelement nicht schon vor dem Geschoßaufschlag vorbewegt. Wenn sich das Geschoß entlang des abfallenden Astes seiner Flugbahn bewegt, ist, da der Vorrohrbereich bereits verlassen ist, das Verriegelungs- und Auslöseelement am Durchgangsloch in Flugrichtung vorbeibewegt.
Durch entsprechende Ausgestaltung der Ausnehmung des Zündauslöseelements kann beim Auftreffen des Geschosses auf ein Hindernis im Vorrohrbereich zwischen dem Zündauslöseelement und dem Verriegelungs- und Auslöseelement über das vom Zündauslöseelement dabei ausgerückte Sicherungselement eine derart starke Verkeilung eintreten, daß das Geschoß räumsicher ist, der Zünder also auch dann nicht mehr zünden kann, wenn bei der anschließenden Handhabung des Geschosses auf dieses Vibrationen und Kräfte einwirken.
Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitszünder handelt es sich bei dem Verriegelungs- und Auslöseelement um das einzige Teil, das sich (beim Durchfliegen des Vorrohrbereichs) bewegen muß, damit der Sicherheitszünder trotz Vorrohrsicherung in die Scharfstellung überführt ist. Ferner ist lediglich ein einziges Sicherungselement erforderlich, um das Zündauslöseelement am Führungselement zu verriegeln. Sofern mehrere Sicherungselemente und damit auch mehrere Durchgangslöcher in dem Führungselement gewünscht werden, können selbstverständlich auch mehr als ein Sicherungselement verwendet werden. Ein einziges Sicherungselement ist allerdings ausreichend.
Auf das Verriegelungs- und Auslöseelement wirkende Kräfte, insbesondere infolge der Erdanziehung, halten das Verriegelungs- und Auslöseelement am in Flugrichtung vorderen Ende von dessen Verschiebungsweg, wo es das Durchgangsloch freigibt. Nach einmaligem Vorbeibewegen des Verriegelungs- und Auslöseelements am Durchgangsloch kann also das Verriegelungs- und Auslöseelement nicht mehr zurückbewegt werden, weshalb der Zünder nach dem Durchfliegen des Vorrohrbereichs, ohne daß es dabei zu einem in diesem Fall unbeabsichtigten Geschoßaufschlag gekommen ist, ist der Zünder demzufolge für den Rest der Flugbahn in der Scharfstellung.
Wie bereits eingangs erwähnt, soll der erfindungsgemäße Vorrohr-Sicherheitszünder insbesondere bei drallarmen oder -freien Geschossen verwendet werden, die Geschwindigkeiten im Unterschallbereich erreichen. Bei diesen Geschossen handelt es sich insbesondere um Übungsgeschosse und vorzugsweise um Unterkaliber-Übungsgeschosse mit einem Dummy, in den eine die Treibladung enthaltende Hülse eingesetzt ist. In der in Flugrichtung offenen Hülse ist ein Geschoßkopf eingesetzt, der mit dem erfindungsgemäßen Vorrohr-Sicherheitszünder versehen ist. Derartige Geschosse werden mit einer parabolischen Flugbahn verschossen und weisen lediglich geringe Fluggeschwindigkeiten auf.
In der Anfangsphase der Flugbahn eines derartigen Geschosses ist dieses entsprechend dem Abschußwinkel des Abschußrohres etwa 30° bis 80°, vorzugsweise 45° bis 75°, gegenüber der Horizontalen geneigt. Während des Flugs wird das Geschoß aufgrund des Luftwiderstands verzögert. Da im Geschoßinnern das Verriegelungs- und Auslöseelement diesen Verzögerungen nicht ausgesetzt ist, bewegt es sich aufgrund von Trägheitskräften relativ zu dem Geschoß in dessen Flugrichtung nach vorn. Das Zündauslöseelement wird durch die Rückhaltefeder an einer solchen Vorbewegung gehindert. Die auf das Verriegelungs- und Auslöseelement wirkenden Trägheitskräfte sind größer als die resultierenden erdbeschleunigungsbedingten Kräfte, die entgegengesetzt zur Flugrichtung auf das Verriegelungs- und Auslöseelement wirken. Im Vorrohrbereich überdeckt das Verriegelungs- und Auslöseelement zuerst mit seinem der Ladung abgewandten Endabschnitt das Sicherungselement, bis nach dem Verlassen des Vorrohrbereichs auch sein der Ladung zugewandter Endabschnitt sich an dem Sicherungselement vorbeibewegt hat. Der Hohlraum und das Verriegelungs- und Auslöseelement haben entsprechende Abmessungen, damit diese beiden Endpositionen eingenommen werden können. Sobald das Sicherungselement nach außen frei beweglich ist, ist der Sicherheitszünder scharf.
Wenn sich das Geschoß längs des abfallenden Asts der parabolischen Flugbahn bewegt, wirken auf das Verriegelungs- und Auslöseelement, (das Zündauslöseelement) und das Geschoß die Erdanziehungskräfte. Da das Geschoß durch den Luftwiderstand weniger stark beschleunigt wird als das Verriegelungs- und Auslöseelement (und das Zündauslöseelement), die die den Luftwiderstandskräften nicht ausgesetzt sind, verharrt das Verriegelungs- und Auslöseelement in seiner zuvor eingenommenen Position, in der sein der Ladung abgewandter Endabschnitt am vorderen Ende des Hohlraums anliegt.
Das Zündauslöseelement wird von der Rückhaltefeder an einer Bewegung infolge der wirkenden Erdbeschleunigung gehindert; erst beim Geschoßaufschlag ist die dem Zündauslöseelement verliehene Bewegungsenergie größer - und zwar wesentlich größer - als die Kraft der Rückhaltefeder. Da das Zündauslöseelement entriegelt ist (das Sicherungselement ist bereits oder wird von dem Zündauslöseelement durch das Durchgangsloch hindurch ausgerückt, erfolgt die Zündung der Geschoßladung.
Wenn der Aufschlag auf ein Hindernis jedoch im Vorrohrbereich erfolgt, gelten die bereits oben angegebenen Überlegungen.
Bei Einsatz des Sicherheitszünders in Übungsgeschossen, insbesondere in Unterkaliber-Übungsgeschossen für Mörser, sollte die Rauchknall-Ladung, mit der derartige Geschosse versehen sind, im Heck des Geschosses bzw. Geschoßkopfes angeordnet sein, um bei einem Geschoßaufschlag im Gelände,bei dem das Geschoß teilweise in den Boden eindringen kann, noch den Geschoßaufschlag durch Rauch sichtbar zu machen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Zündauslöseelement ein eine Anzündladung aufweisendes Anzündelement ist, das bei Bewegung entgegen der Kraft der Rückhaltefeder in Richtung auf eine ortsfeste Zündnadel zum Anzünden der Anzündladung bewegbar ist. Das sich beim Geschoßaufschlag in Flugrichtung vorbewegende Zündauslöseelement trifft auf eine ortsfeste Zündnadel auf, die die Anzündladung des Zündauslöseelements zündet. Aufgrund der dabei entstehenden Anzündschwaden wird die im hinteren Teil des Geschosses untergebrachte Rauchknall-Ladung gezündet. Die Anzündladung befindet sich also bei am vorderen Ende des Geschoßkopfes angeordneter Zündnadel und im hinteren Ende des Geschoßkopfes angeordneter Rauchknall-Ladung zwischen beiden.
Solange das mit dem Sicherheitszünder versehene Geschoß noch nicht verschossen ist, sollte das Verriegelungs- und Auslöseelement vor unbeabsichtigten Bewegungen, die zur Freilegung des Durchgangsloches führen könnten, gehindert sein. Zu diesem Zweck wird vorteilhafterweise ein Sicherungsteil vorgesehen, das das Verriegelungs- und Auslöseelement bei in seiner Verriegelungsposition befindlichem Zündauslöseelement an der Längsverschiebbarkeit hindert. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Sicherungsteil um einen federbelasteten Sicherungsstift, der aufgrund seiner Federvorspannung von dem Geschoß abfliegt, wenn dieses das Abschußrohr verläßt oder, im Falle einer Unterkaliber-Übungsmunition, aus der von dem Dummy aufgenommenen Treibladungshülse heraustritt. Vorzugsweise wird durch das Sicherungsteil nicht nur das Verriegelungs- und Auslöseelement in dessen Sicherungsposition gehalten, sondern auch das Zündauslöseelement in dessen Verriegelungsposition, so daß das Zündauslöseelement vor einer Längsverschiebbarkeit gesichert ist, ohne daß dazu der über das Sicherungselement gegebenen Verriegelung mit dem Führungselement bedarf.
Vorzugsweise ist die Ausnehmung des Zündauslöseelements als eine in Umfangsrichtung verlaufende, im Schnitt teilkreisförmige Auskehlung ausgebildet. Hierbei ist das Sicherungselement vorzugsweise als Kugel ausgebildet. Durch die Auskehlung wird die Kugel über einen Teil ihres sphärischen Außenfläche umschlossen; im übrigen Bereich ist die Sicherungskugel in das Durchgangsloch des Führungselements eingetaucht. Durch die teilweise Umgreifung der bei das Durchgangsloch überdeckendem Verriegelungs- und Auslöseelement im wesentlichen unbeweglichen Sicherungskugel wird eine gute mechanische Kopplung (Verriegelung) des Zündauslöseelements an dem Führungselement über die Sicherungskugel erzielt. Damit sich das Zündauslöseelement und das Verriegelungs- und Auslöseelement über die Sicherungskugel stark verkeilen können, wenn das Geschoß beim Durchfliegen des Vorrohrbereichs auf ein Hindernis auftrifft und somit die Sicherungsfunktion des Sicherheitszünders anspricht, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß sich an die Auskehlung entgegengesetzt zur Flugrichtung ein konusförmig sich aufweitender Bereich des Zündauslöseelements anschließt. Über die Schrägfläche des konusförmigen Bereichs wird die Sicherungskugel mit zunehmender Vorbewegung des Zündauslöseelements immer stärker gegen das Verriegelungs- und Auslöseelement gedrückt. Dadurch entsteht eine extrem starke Verkeilung. Vorzugsweise ist der Übergangsbereich zwischen Auskehlung und konusförmigem Bereich als Schulter ausgebildet, was die Ausrückbewegung der Sicherungskugel durch das sich vorbewegende Zündauslöseelement verstärkt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Zeichnung im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1
ein Abschußrohr und die Flugbahn eines Unterkaliber-Mörser-Übungsgeschosses in schematischer Darstellung,
Fig. 2
einen Längsschnitt durch den Vorrohr-Sicherheitszünder während des Abschusses des Geschosses in Phase II zu Beginn der Flugbahn, wobei die Treibladungshülse und der Dummy nicht dargestellt sind,
Fig. 3
einen Längsschnitt durch den Sicherheitszünder während des Durchfliegens des mündungsnahen Bereichs (Vorrohrbereich) in Phase III der Flugbahn nach Fig. 1,
Fig. 4
einen Längsschnitt durch den Sicherheitszünder in Scharfstellung nach Durchfliegen des Vorrohr bereichs in Phase IV der Flugbahn nach Fig. 1,
Fig. 5
einen Längsschnitt durch den Sicherheitszünder beim Geschoßaufschlag in Phase V am Ende der Flugbahn nach in Fig. 1 und
Fig. 6
einen Längsschnitt durch den Sicherheitszünder nach einem unbeabsichtigten Aufschlag im Vorrohrbereich in Phase VI der Flugbahn nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Mörser 10 gezeigt, aus dessen Abschußrohr 12 ein Geschoß 14 mit einer parabolischen Flugbahn 16 verschossen werden kann. Das Abschußrohr 12 ist um einen Abschußwinkel von etwa 30° bis 80°, vorzugsweise von 45° bis 75°, gegenüber der Horizontalen geneigt. Das Geschoß 14 ist ein rotationsloses Unterkaliber-Mörser-Übungsgeschoß mit Flügelstabilisierung und wird aus einem Dummy mit Treibladungshülse verschossen.
Das Geschoß 14 weist in einem zylindrischen Hohlraum 17 einen Sicherheitszünder 18 mit einer Sicherungseinrichtung auf, der in Flugrichtung an der Geschoßspitze im Geschoßkopf 20 angeordnet ist (Fig. 2). Die Sicherungseinrichtung weist ein Führungselement in Form einer Führungshülse 32 mit einem in einem radialen Durchgangsloch 54 angeordneten Sicherungselement in Form einer Kugel 52 und einem Verriegelungs- und Auslöseelement in Form einer Sicherungshülse 38 auf. Die Sicherungshülse umgibt die Führungshülse mit geringem radialem Abstand. Das Geschoß 14 weist als zu zündende Ladung 22 eine Rauchknall-Ladung auf, die in Flugrichtung hinter dem Sicherheitszünder 18 im Heck des Geschoßkopfes 20 angeordnet ist und mit ihrem vorderen Ende in den Hohlraum des Ge schoßkopfes 20 hineinragt. Der Geschoßkopf 20 ist ein dickwandiges Metallrohr, das an seinem in Flugrichtung vorderen Ende mit einem einpreßbaren Paßteil, dem Zündnadelhalter 24 verschlossen ist. Der Zündnadelhalter 24, der ebenfalls aus Metall gefertigt ist, weist an seinem in Flugrichtung rückwärtigen Ende einen koaxial abstehenden zylindrischen Vorsprung 26 auf, der in die Führungshülse 32 eingepreßt ist; der Vorsprung 26 dient damit auch als Lager für das in Flugrichtung vordere Ende der Führungshülse 32, die ein im wesentlichen glattes Rohr ist und mit ihrem in Flugrichtung hinteren Ende an der Ladung 22 bzw. einem in den Hohlraum 17 eingesetzten Haltekörper 27 anliegt. Der Vorsprung 26, der koaxial zum übrigen Teil des Zündnadelhalters 24 und dem Geschoßkopf 20 angeordnet ist, zentriert auf diese Weise die Führungshülse 32. In dem Vorsprung 26 ist eine Bohrung 28 für eine in die Führungshülse 32 hineinragende Zündnadel 30 ausgebildet. Die Wandstärke der Führungshülse 32 ist derart bemessen, daß zwischen der Innenwand 34 und der Führungshülse 32 ein Ringraum 36 verbleibt, in dem mit geringem radialem Spiel zur Führungshülse 32 und mit radialem Spiel zur den Hohlraum 17 begrenzenden Innenfläche 34 die Sicherungshülse 38 eingesetzt ist. Die Sicherungshülse 38 hat etwa ein Drittel der axialen Länge der Führungshülse 32 bzw. des Ringraums 36.
Im Innern der Führungshülse 32 ist zur Zündauslösung ein im wesentlichen zylindrisches Anzündelement 40 angeordnet, das mit Spiel in die Führungshülse 32 eingesetzt ist und an seiner in Flugrichtung weisenden Vorderseite eine Anzündladung aufweist. Das Anzündelement 40 weist eine in Umfangsrichtung verlaufende im Schnitt teilkreisförmige Auskehlung 42 auf, an die sich entgegengesetzt zur Flugrichtung nach hinten ein konusförmiger Bereich 44 anschließt. Der konusförmige Bereich 44 geht mit einer nach außen gekrümmten Rundung 46 in die Außen- (Umfangs-) fläche 48 des Anzündelements 40 über. Zwischen der Auskehlung 42 und dem konusförmigen Bereich 44 ist an dem Anzündelement 40 eine Schulter 50 ausgebildet.
Zur Sicherung des Anzündelements 40 in seiner hinteren (Verriegelungs-)Position (Fig. 2) ist ein Sicherungselement in Form einer Kugel 52 vorgesehen, die in einem Durchgangsloch 54 der Führungshülse 32 angeordnet ist und deren Durchmesser etwa doppelt so groß ist wie die Wandstärke der Führungshülse 32. Der Radius der Kugel entspricht dem Radius der Auskehlung 42.
Im gesicherten Zustand des Sicherheitszünders 18 liegt die Sicherungshülse 38 mit ihrem in Flugrichtung hinteren Ende 55 am in Flugrichtung hinteren Ende des Ringraums 36, d.h. am Haltekörper 27 an und überdeckt dabei mit ihrem der Ladung 22 und dem Haltekörper 27 abgewandten und in Flugrichtung weisenden Endabschnitt 68 das Durchgangsloch 54 mit der darin befindlichen Kugel 52 (Fig. 2). Die Kugel 52 ist dadurch in seiner an dem Anzündelement 40 anliegenden Stellung festgehalten, so daß sich das Anzündelement 40 nicht bewegen kann und verriegelt ist (Verriegelungsposition) . Um die Sicherungshülse 38 vor dem Abschuß in dieser Position aus Gründen der Handhabungs- und Transportsicherheit des Geschosses festzuhalten, ist mindestens ein Sicherungsstift 56 in einem radialen Durchbruch 58 des Geschoßkopfes 20 vorgesehen, wobei der Sicherungsstift 56 mittels einer Schraubendruckfeder 60 nach außen vorgespannt ist. Die Länge des Sicherungsstifts 56 ist größer als die Wandstärke des Geschoßkopfes 20, so daß der Sicherungsstift 56 im gesicherten Zustand in den Ringraum 36 des Sicherheitszünders 18 vorsteht und die Sicherungshülse 38 mit ihrem der Ladung 22 abgewandten Ende an dem vorstehenden Sicherungsstift 56 anliegt.
Die Funktionsbereitschaft des Sicherheitszünders 18 erfolgt beim Abschuß des Geschosses 14 automatisch, wobei vor dem Verlassen des Dummys der Sicherheitszünder 18 dadurch gesichert ist, daß der Sicherungsstift 56 die Sicherungshülse 38 in ihrer Sicherungsstellung gemäß Fig. 2, in der die Sicherungshülse 38 ihrerseits die Kugel 52 in der das Anzündelement 40 verriegelnden Verriegelungsposition sichert, festhält.
Nachdem das Geschoß 14 den Dummy und das Abschußrohr 12 verlassen hat, wird der Sicherungsstift 56 durch die Federwirkung der Schraubendruckfeder 60 von dem Geschoßkopf 20 weggeschleudert, so daß die Sicherungshülse 38 frei bewegbar ist. Das Geschoß 14 erfährt wegen seines Luftwiderstandes eine Abbremsung, die sich jedoch nicht auf die Sicherungshülse 38 auswirkt. Infolge ihrer massenbedingten Trägheitskraft bewegt sich die Sicherungshülse 38 relativ zu dem Geschoßkopf 20 nach vorn in Flugrichtung A vor. Die Länge und die Masse der Sicherungshülse 38, der Luftwiderstand, das Gewicht und die Geschwindigkeit des Geschosses 14 und der Abschußwinkel sind derart aufeinander abgestimmt, daß die Sicherungshülse sich erst nach dem Verlassen des Vorrohrbereichs vollständig an dem Durchgangsloch 54 vorbeibewegt hat und die Kugel 52 freigibt. Aufgrund der auf das Geschoß 14 wirkenden Abbremsung wird der Sicherungshülse 38 also eine Bewegungskraft verliehen, so daß sich die Sicherungshülse 38 im Vorrohrbereich (Bereich B in Fig. 1), d.h. auf einer Länge von etwa 15 m ab der Mündung des Abschußrohres 12 sich in Flugrichtung A nach vorn bewegen kann. Um ein Verkeilen der Kugel 52 mit dem Anzündelement 40 und der Sicherungshülse 38 zu verhindern, ist im Innern der Führungshülse 32 zwischen dem Anzündelement 40 und dem Vorsprung 26 des Zündnadelhalters 24 eine Schraubendruckfeder 62 angeordnet, die sich mit ihrem einen Ende an dem Anzündelement 40 und mit dem anderen Ende an einer Umfangsschulter 64 des Vorsprungs 26 abstützt. Die Schraubendruckfeder 62 verhindert eine Relativbewegung des Anzündelements 40 relativ zu dem Geschoßkopf 20 aufgrund von Trägheitskräften bei einer Verzögerung des Geschosses 14 während des Flugs. Dadurch wird von dem Anzündelement 40 auf die Kugel 52 keine Ausstellkraft ausgeübt, so daß dieses lose in der Auskehlung 42 liegt und sich die Sicherungshülse 38 frei an diesem außen vorbeibewegen kann, ohne daß es zu einer Verkeilung von Anzündelement und Sicherungshülse 38 über die Kugel 52 kommt.
Nachdem sich die Sicherungshülse 38 an der Kugel 52 vorbeibewegt hat, ist der Sicherheitszünder 18 scharf, wobei die einzelnen Teile des Sicherheitszünders 18 die in Fig. 4 gezeigten Positionen einnehmen. Eine Bewegung des Anzündelements 40 in Richtung auf die Zündnadel 30 mit einer die Kraft der Feder 62 übersteigenden Kraft (wie im Falle des Aufschlags) ist jetzt möglich, da die Kugel 52 von selbst ausrückt oder durch das Anzündelement 40 über die Auskehlung 42 und den Konus-Bereich 44 radial nach außen gedrückt werden kann und damit das Anzündelement 40 freigibt.
Beim Aufschlag des Geschosses 14 (Fig. 5) bewegt sich das Anzündelement 40 infolge seiner Massenträgheit mit hoher kinetischer Energie auf die Zündnadel 30 zu, so daß diese die in dem Anzündelement 40 angeordnete Anzündladung zündet. Die dabei entstehenden Anzündschwaden zünden die im Heck des Geschosses 14 angeordnete Ladung 22.
Wenn das Geschoß unbeabsichtigt im Vorrohrbereich (Bereich B; Position der Sicherungshülse 38 gemäß Fig. 3 vor dem Auftreffen) beispielsweise an der Deckung oder an einem Hindernis aufschlägt, ist der Sicherheitszünder 18 trotz bereits (mehr oder weniger) vorbewegter Sicherungshülse 38 noch nicht scharf und es ergibt sich die in Fig. 6 gezeigte Konstellation. Der Aufschlag bewirkt, daß das Anzündelement 40 aufgrund seiner hohen Trägheitskraft (bedingt durch die hohe relative Beschleunigung des Geschoßkopfes 20 gegenüber dem Anzündelement 40) in Flugrichtung A nach vorn bewegt wird. Die Kugel 52, die in der teilkreisförmigen Auskehlung 42 anliegt, wird aufgrund der Bewegung des Anzündelements 40 über die Auskehlung 42 und den Konus-Bereich 44 nach außen gedrückt und dabei mit der Sicherungshülse 38 kraftschlüssig in Anlage gebracht. Dabei sind die Auskehlung 42 und die Schulter 50 so ausgebildet, daß schon eine geringe axiale Vorwärtsbewegung des Anzündelements 40 eine große radial nach außen gerichtete Ausrückgeschwindigkeit der Kugel 52 zur Folge hat. Die zuverlässige Funktion der Vorrohrsicherheit wird durch das schnelle Ausrücken der an einem Innenflächenabschnitt des Durchgangsloches 54 der unbeweglichen Führungshülse 32 anliegenden Kugel 52 erreicht. Bei der Ausrückbewegung drückt die Kugel 52 außen gegen die Sicherungshülse 38. Auf diese Weise ist das Anzündelement 40 mit der Sicherungshülse 38 über die Kugel 52 verkeilt. Diese Verkeilung ist derart stark, daß eine Räumsicherheit des Geschosses gegeben ist, sobald die Vorrohrsicherheitsfunktion einmal eingeleitet wurde. Auch "gräbt" sich die Kugel 52 aufgrund der großen Ausstellkräfte in die Auskehlung 42 und den konusförmigen Bereich 44 einerseits und die Sicherungshülse 38 andererseits ein.

Claims (7)

  1. Vorrohr-Sicherheitszünder für drallarme oder -freie Geschosse, insbesondere Übungsgeschosse und insbesondere im Unterschallbereich, mit
    einem Führungselement (32) zur ortsfesten Anordnung in einem Geschoß (14),
    einem Zündauslöseelement (40), welches ein eine Anzündladung aufweisendes Anzündelement ist, zur Zündung einer Ladung (22) des Geschosses (14), wobei das Zündauslöseelement (40) längsverschiebbar im Führungselement (32) angeordnet ist,
    einer Zündnadel (30) zum Anzünden des Zündauslöseelements (40),
    einem Sicherungselement (52) zur Anordnung in einer Ausnehmung (42) des Zündauslöseelements (40) und einem Durchgangsloch (54) in dem Führungselement (32), wobei das Zündauslöseelement (40) bei in der Ausnehmung (42) und dem Durchgangsloch (54) gehaltenem Sicherungselement (52) an dem Führungselement (32) positionsgesichert ist,
    einer Rückhaltefeder (62) gegen deren Kraft die Anzündung des Zündauslöseelements (40) geschieht,
    einem Verriegelungs- und Auslöseelement (38), welches eine das Führungselement (32) umgebende Sicherungshülse ist, die frei längsverschiebbar angeordnet ist und in ihrer Sicherungsposition das Sicherungselement (52) in dem Durchgangsloch (54) und der ausnehmung (42) des Zünd auslöseelements (40) hält und das Verriegelungs- und Auslöseelement (38) in seiner Freigabestellung das Sicherungselement (52) aus dem Durchgangsloch (54) freigibt, so daß das Zündauslöseelement (40) und die Zündnadel (30) entgegen der Kraft der Rückhaltefeder (62) aufeinander zu bewegbar sind,
    einem Sicherungsteil (56), welches in seiner Sicherungsposition das Verriegelungs- und Auslöseelement (38) in seiner Sicherungsposition zum Halten des Sicherungselements (52) in dem Durchgangsloch (54) des Führungselements (32) hält, und mit
    einer in Umfangsrichtung verlaufenden, im Schnitt teilkreisförmigen Auskehlung in der Ausnehmung (42), wobei sich in Wirkrichtung der Rückhaltekraft der Rückhaltefeder (62) hinter der Auskehlung ein sich erweiternder konusförmiger Bereich (44) anschließt und der konusförmige Bereich (44) mit einer nach außen gekrümmten Rundung (46) in die Außenfläche (48) des Zündauslöseelements (40) übergeht.
  2. Sicherheitszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auskehlung (42) und dem konusförmigen Bereich (44) eine Schulter (50) angeordnet ist.
  3. Sicherheitszünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherungselement (52) in Form einer Kugel vorgesehen ist.
  4. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein Sicherungselement (52) angeordnet ist.
  5. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündauslöseelement (40) mit radialem Spiel in die Führungshülse eingesetzt ist.
  6. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungshülse mit radialem Spiel um die Führungshülse (32) herum angeordnet ist.
  7. Sicherheitszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltefeder (62) eine Schraubendruckfeder ist, die sich mit ihrem einen Ende an dem Zündauslöseelement (40) und mit ihrem anderen Ende an der Innenfläche der den Hohlraum begrenzenden Wand des Geschoßkopfes abstützt.
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