EP1133670B1 - Mörserzünder mit einem windrad - Google Patents

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EP1133670B1
EP1133670B1 EP99961015A EP99961015A EP1133670B1 EP 1133670 B1 EP1133670 B1 EP 1133670B1 EP 99961015 A EP99961015 A EP 99961015A EP 99961015 A EP99961015 A EP 99961015A EP 1133670 B1 EP1133670 B1 EP 1133670B1
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wheel
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activating
container
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Frank Kienzler
Detlef Pabst
Jürgen Voigt
Wolfgang Zehnder
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Junghans Feinwerktechnik GmbH and Co KG
Junghans Microtec GmbH
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Junghans Feinwerktechnik GmbH and Co KG
Junghans Microtec GmbH
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    • F42—AMMUNITION; BLASTING
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    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/28—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges operated by flow of fluent material, e.g. shot, fluids
    • F42C15/295—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges operated by flow of fluent material, e.g. shot, fluids operated by a turbine or a propeller; Mounting means therefor
    • 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
    • F42C15/18—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein a carrier for an element of the pyrotechnic or explosive train is moved
    • F42C15/188—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein a carrier for an element of the pyrotechnic or explosive train is moved using a rotatable carrier
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis

Definitions

  • the invention relates to a mortar detonator with a wind turbine according to the preamble of claim 1.
  • a wind turbine generator which is characterized by the Wind wheel rotating in the air flow to generate the energy for the detonator and for driving the safety device serves
  • Such wind turbine generators have the disadvantage that the energy generated depends on the speed of the wind generator, which is at the apex the trajectory of the mortar can drop to zero. This can lead to a power cut, at least lead to impairment of the reliability of the igniter.
  • Another problem is that the wind turbine freezes and during flight can come to a standstill, also with the problem of energy failure.
  • the invention has set itself the goal of creating a mortar detonator of high reliability, in which the power supply of the igniter does not depend on a constant rotation of the Wind turbine depends.
  • the invention solves this problem according to the feature of the invention Main claim.
  • the invention is therefore based on the fact that by using a known activatable Battery during the flight an activation wheel driven by the wind wheel with a predetermined time delay between firing the projectile and reaching the Activation position is activated. Depending on the type of battery used, activation is required again a certain period of time before the battery is fully functional. At the latest At this point, the speed of the igniter is no longer important of the wind turbine.
  • the Invention provided that the activation wheel along a worm gear on the axis of rotating wind wheel can be moved and brought into contact with the activatable battery.
  • the activatable battery from a battery container with the battery cells and one immediately adjacent, but separate acid container, the latter by the Activation wheel is piercable, causing acid to flow into the battery container.
  • the activation wheel has a magnet that turns on its rotation passes a coil and generates energy.
  • This energy is used to power the battery during the activation phase Igniter and in particular for the energy supply for a counter that the time function of Zünders controls.
  • one, one or more Emergency power supply containing capacitors is provided, which with the Activation wheel works together and the function of the counter in any Power failure of the battery ensures.
  • the emergency power supply is also with the Can be used with a wind turbine generator.
  • Fig. 1 the essential components in connection with the invention are one Mortar detonator drawn in a highly schematic representation.
  • 1 is a wind turbine, with 2 a battery, with 3 the safety device, with 4 the electronics and with 5 the ignition designated.
  • the battery 2 consists of a battery container 6 and battery cells 7.
  • the battery container is in the idle state of the igniter, i.e. in the not shot down Condition, no acid.
  • the battery is therefore not yet functional.
  • Above the Battery container is an acid container 8, which in the activation case after Launch is destroyed, so that the acid in the battery container below can drain.
  • the battery container and the acid container are each annular and form one cylindrical space, which is penetrated by the axis 9 of the wind turbine.
  • a worm gear 10 is attached, on which in turn a gear 11 is longitudinally displaceable can move.
  • the gear 11 runs along the Worm gear 10 upwards and destroys the acid container 8.
  • Electric coil 12 which has a magnetic assignment 13 on the gear 11th cooperates and in which when the gear rotates energy for the power supply the igniter and any emergency power supply are generated.
  • a double bolt is designated, which is the primary The fuse system of the detonator is released when fired and thereby the wind turbine 1 releases.
  • This double bolt is a common component in detonators and will not be described here described.
  • a worm wheel 15 and a serves for the mechanical release of the safety device 3 Safety bolt 16.
  • the worm wheel meshes on axis 9 and works with one Worm gear on a safety pin 16 together.
  • axis 9 is rotated unscrewed over the worm wheel 15 of the locking bolt 16 and the Security device 3, which has a mechanical detonator 3a and an ignition transmitter 3b, released in focus.
  • a spring 13 serves to secure the arming device.
  • the ignition electronics 4 consists of an ignition circuit 4a and an electrical detonator 4b and is powered by the battery or coil 12.
  • the worm wheel 15 is rotated by the axis 9 and in turn rotates the Safety bolt 16 out of its rest position, whereby the safety device 3rd released and pressed by the spring 3c in its focus.
  • the detonator is now fully focused.
  • This emergency power supply will charged by the current pulses generated in the coil 12 by the magnet 13 and stores its energy content for the duration of the flight of the projectile.
  • the coil 12 A rectifier 17 is arranged downstream, to which a first supply capacitor 18 is connected for the power supply of the downstream ignition electronics 19 and a second Supply capacitor 20 are connected to a subordinate time counter 21.
  • On Controller 22 serves to control the ignition electronics 19 and the time counter 21 Speed of the wind turbine 1 and thus the output voltage of the coil 12, under one predetermined threshold value, the controller 22 is switched via the rectifier 17 and switches off the ignition electronics 19 as well as itself.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mörserzünder mit einem Windrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei den üblichen Mörserzündern ist ein Windradgenerator vorgesehen, welcher durch das sich im Luftstrom drehende Windrad zur Erzeugung der Energie für den Zünder sowie zum Antrieb der Sicherheitseinrichtung dient Derartige Windradgeneratoren haben den Nachteil, daß die erzeugte Energie abhängig ist von der Drehzahl des Windgenerators, welche im Scheitelpunkt der Flugbahn des Mörsergeschoßes auf Null absinken kann. Dies kann zu einem Energieausfall, zumindest jedoch zu Beeinträchtigungen der Zuverlässigkeit des Zünders führen. Eine weitere Problematik besteht darin, daß das Windrad während des Fluges vereisen und zum Stillstand kommen kann, ebenfalls mit dem Problem des Energieausfalles.
Aus der US-A-2 403 567 ist ein Zünder mit einem Windrad zur Erzeugung elektrischer Zündenergie bekannt. Ein von dem Windrad angetriebenes Aktivierungsrad wird durch die Drehung des Windrades entlang eines Schneckenganges verschoben und sticht einen Säurebehälter einer aktivierbaren Batterie an. Ein elektrisch aktives Aktivierungsrad ist nicht offenbart.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, einen Mörserzünder hoher Zuverlässigkeit zu schaffen, bei welchem die Energieversorgung des Zünders nicht von einer ständigen Drehung des Windrades abhängt.
Die Erfindung löst dieses Problem entsprechend dem erfindungsgemäßen Merkmal des Hauptanspruchs.
Die Erfindung geht somit davon aus, daß durch die Verwendung einer an sich bekannten aktivierbaren Batterie während des Fluges ein von dem Windrad angetriebenes Aktivierungsrad mit einer vorgegebenen Zeitverzögerung zwischen Abschuß des Geschosses und Erreichen der Betätigungsstellung aktiviert wird. Je nach verwendetem Batterietyp benötigt die Aktivierung nochmals einen gewissen Zeitraum ehe die Batterie voll funktionsfähig ist. Spätestens ab diesem Zeitpunkt kommt es für die Funktionsfähigkeit des Zünders nicht mehr auf die Drehzahl des Windrades an.
Zur Erzeugung des Zeitpunktes der Aktivierung der Batterie ist gemäß Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Aktivierungsrad längs einem Schneckengang auf der Achse des drehenden Windrades verschiebbar und in Kontakt mit der aktivierbaren Batterie bringbar ist.
Als besonders zweckmäßig hat sich in Weiterbildung der Erfindung erwiesen, daß die aktivierbare Batterie aus einem Batteriebehälter mit den Batteriezellen und einem unmittelbar benachbarten, jedoch davon getrennten Säurebehälter besteht, welch letzterer durch das Aktivierungsrad anstechbar ist, wodurch Säure in den Batteriebehälter fließt.
Zur Erhöhung der Ausfallsicherheit des Zünders ist gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß das Aktivierungsrad einen Magneten aufweist, der bei dessen Drehung an einer Spule vorbeiläuft und Energie erzeugt.
Diese Energie dient während der Aktivierungsphase der Batterie zur Stromversorgung des Zünders und insbesondere zur Energieversorgung für einen Zähler, der die Zeitfunktion des Zünders steuert.
Schließlich ist in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß eine, einen oder mehrere Kondensatoren enthaltende Notstromversorgung vorgesehen ist, welche mit dem Aktivierungsrad zusammenarbeitet und die Funktion des Zählers bei einem etwaigen Stromausfall der Batterie sicher stellt. Die Notstromversorgung ist ebenfalls bei der Verwendung eines Windradgenerators einsetzbar.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele noch näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1
ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2
ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3
ein Blockschaltbild einer Notstromversorgung.
In Fig. 1 sind die im Zusammenhang mit der Erfindung wesentlichen Baugruppen eines Mörserzünders in stark schematisierter Darstellung gezeichnet. Mit 1 ist ein Windrad, mit 2 eine Batterie, mit 3 die Sicherungseinrichtung, mit 4 die Elektronik und mit 5 die Zündung bezeichnet.
Die Batterie 2 besteht aus einem Batteriebehälter 6 und Batteriezellen 7. In dem Batteriebehälter befindet sich im Ruhezustand des Zünders, d.h. im nicht abgeschossenen Zustand, keine Säure. Die Batterie ist daher noch nicht funktionstüchtig. Oberhalb des Batteriebehälters befindet sich ein Säurebehälter 8, welcher im Aktivierungsfall nach dem Abschuß zerstört wird, so daß sich die Säure in den darunter befindlichen Batteriebehälter entleeren kann.
Der Batteriebehälter und der Säurebehälter sind jeweils ringförmig ausgebildet und bilden einen zylindrischen Raum, welcher von der Achse 9 des Windrads durchdrungen ist. Auf dieser Achse 9 ist ein Schneckengang 10 angebracht, auf dem sich wiederum ein Zahnrad 11 längsverschieblich bewegen kann. Bei Drehung des Windrads 1 läuft das Zahnrad 11 entlang dem Schneckengang 10 nach oben und zerstört den Säurebehälter 8.
In dem zylindrischen Raum des Batteriebehälters, befindet sich an dessen Wandflächen eine elektrische Spule 12, welche mit einer magnetischen Belegung 13 auf dem Zahnrad 11 zusammenwirkt und in welcher bei Drehung des Zahnrads Energie für die Stromversorgung des Zünders und eine etwaige Notstromversorgung erzeugt werden.
Die Funktion dieser Anordnung ist wie folgt. Bei Abschuß des den Mörserzünder tragenden Geschosses beginnt sich das im Kopf des Zünders an der Geschoßspitze befindliche Windrad zu drehen. Gleichzeitig dreht sich das Zahnrad 11 und erzeugt mit seinem Magneten 13 in der Spule 12 Energie, welche die Zündelektronik 4 des Zünders und insbesondere den Zeitzähler dort aktivieren. Das Zahnrad 11 bewegt sich entlang dem Schneckengang 10 nach oben und erreicht schließlich den nach innen vorspringenden Rand des Säurebehälters 8. Durch den Druck des Aufpralles wird der Säurebehälter zerstört und sein Inhalt ergießt sich in den Batteriebehälter 6. Nach kurzer Zeit ist die Batterie betriebsbereit und übernimmt ab jetzt die Stromversorgung für die Zündelektronik 4. Das Zahnrad 11 hat den Bereich der Spule 12 verlassen und erzeugt keine Energie mehr . Für die weitere Stromversorgung der Zündelektronik ist es jetzt gleichgültig, ob die Drehzahl des Windrads aufgrund der geringer werdenden Geschoßgeschwindigkeit und dem Überschreiten des Scheitelpunktes der Flugbahn geringer wird. Der Antrieb der Sicherungseinrichtung durch das Windrad ist nicht Gegenstand der Erfindung und wird hier nicht beschrieben. Gleiches gilt für die Scharfstellung des Zünders durch die Zündelektronik.
In Fig. 2 sind gleiche Bauteile wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen belegt. Mit 14 ist ein Doppelbolzen bezeichnet, welcher das primäre Sicherungssystem des Zünders darstellt, beim Abschuß gelöst wird und dadurch das Windrad 1 freigibt. Dieser Doppelbolzen ist ein bei Zündern übliches Bauteil und wird hier nicht näher beschrieben.
Zur mechanischen Freigabe der Sicherungseinrichtung 3 dient ein Schneckenrad 15 und ein Sicherungsbolzen 16. Das Schneckenrad kämmt auf der Achse 9 und arbeitet mit einem Schneckengang auf einem Sicherungsbolzen 16 zusammen. Bei Verdrehung der Achse 9 wird über das Schneckenrad 15 der Sicherungsbolzen 16 herausgedreht und die Sicherungseinrichtung 3, welche einen mechanischen Detonator 3a und einen Zündübertrager 3b aufweist, in Scharfstellung freigegeben. Zur mechanischen Verstellung der Sicherungseinrichtung in die Scharfstellung dient eine Feder 13.
Die Zündelektronik 4 besteht aus einem Zündkreis 4a und einem elektrischen Detonator 4b und wird von der Batterie bzw. der Spule 12 mit Strom versorgt.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist sehr ähnlich jener der Anordnung nach Fig. 1. Nach dem Abschuß des Geschosses wird der Doppelbolzen 14 im Kopf des Zünders betätigt und gibt das Windrad 1 zur Drehung frei. Über die Achse 9 des Windrads wird das Zahnrad 11 mit dem Magneten 13 gedreht und erzeugt in der Spule 12 Stromimpulse. Gleichzeitig bewegt sich das Zahnrad 11 über den Schneckengang 10 längsverschieblich nach unten, trifft auf den Säurebehälter 8 und zerstört diesen. Dessen Inhalt ergießt sich in den Batteriebehälter 6 und aktiviert die Batterie. Diese übernimmt jetzt die Stromversorgung für den Zündkreis 4a und den elektrischen Detonator 4b.
Gleichzeitig wird das Schneckenrad 15 durch die Achse 9 verdreht und dreht seinerseits den Sicherungsbolzen 16 aus seiner Ruhestellung heraus, wodurch die Sicherungseinrichtung 3 freigegeben und durch die Feder 3c in ihre Scharfstellung gedrückt wird. Der Zünder ist jetzt vollumfänglich scharf gestellt.
Will man die Zuverlässigkeit des Mörserzünders noch weiter verbessern, so kann man zur Vorsorge gegen den Fall, daß die aktivierbare Batterie oder ein verwendeter Windradgenerator ausfällt, eine Notstromversorgung gemäß Fig. 3 vorsehen. Diese Notstromversorgung wird durch die in der Spule 12 durch den Magneten 13 erzeugten Stromimpulse aufgeladen und speichert ihren Energieinhalt für die Zeitdauer des Fluges des Geschosses. Der Spule 12 nachgeordnet ist ein Gleichrichter 17, an den m einen ein erster Versorgungskondensator 18 für die Energieversorgung der nachgeordneten Zündelektronik 19 sowie ein zweiter Versorgungskondensator 20 mit einem nachgeordneten Zeitzähler 21 angeschlossen sind. Ein Controller 22 dient zur Steuerung der Zündelektronik 19 sowie des Zeitzählers 21. Sinkt die Drehzahl des Windrads 1 und damit die Abgabespannung der Spule 12, unter einen vorgegebenen Schwellwert, so wird der Controller 22 über den Gleichrichter 17 geschaltet und schaltet die Zündelektronik 19 sowie auch sich selbst ab. Der Zähler 21, der als sogenannter Low-Power-Zähler ausgeführt ist, kommt mit äußerst geringem Stromverbrauch aus und wird von dem aufgeladenen Versorgungskondensator 20 gespeist. Erst wenn dieser Zeitzähler eine vorgegebene Zählstellung erreicht hat, veranlaßt er die Wiedereinschaltung des Controllers 22, der nun über den Versorgungskondensator 18, ebenso wie die Zündelektronik 19 gespeist wird. Dieses Wiedereinschalten des Controllers 22 geschieht erst kurz vor dem Zielaufschlag; die in dem Versorgungskondensator 18 gespeicherte Energie reicht zum Betrieb der notwendigen Baugruppen für die bestimmungsgemäße Arbeit des Zünders im Ziel aus.

Claims (6)

  1. Mörserzünder mit einem Windrad (1), einer aktivierbaren Batterie (2), welche durch ein von dem Windrad (1) angetriebenes Aktivierungsrad (11) in Funktion bringbar ist,
    das Aktivierungsrad (11) in Funktion bringbar ist,
    das Aktivierungsrad (11) längs eines Schneckenganges (10) des drehenden Windrades (1) verschiebbar und in Kontakt mit der aktivierbaren Baüerie (2) bringbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungsrad (11) einen Magneten (13) aufweist, der bei dessen Drehung an einer Spule (12) vorbeiläuft und darin Energie erzeugt.
  2. Mörserzünder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die aktivierbaren Batterie (2) aus einem Batteriebehälter (6) mit den Batteriezellen (7) und einem unmittelbar benachbarten, jedoch davon getrennten Säurebehälter (8) besteht, welch letzterer durch das Aktivierungsrad (11) anstechbar ist, wodurch Säure in den Batteriebehälter (6) fließt.
  3. Mörserzünder nach Anspruch 1,
    dadruch gekennzeichnet, daß ein Sicherungsbolzen (16) durch das drehende Windrad (1) aus der Sicherungsposition herausbewegt wird und die Sicherungseinrichtung (3, 3a, 3b) freigibt.
  4. Mörserzünder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Energie, die das Aktivierungsrad (11) erzeugt, zur Stromversorgung des Zünders während der Aktivierungsphase der Batterie (2) und insbesondere zur Energieversorgung für einen Zähler (21) dienen, der die Zeitfunktion des Zünders steuert
  5. Mörserzünder nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine, einen oder mehrere Kondensatoren (18, 20) enthaltende Notstromversorgung. vorgesehen ist, welche mit dem Aktivierungsrad (11) zusammenarbeitet und die Funktion des Zählers (21) bei einem etwaigen Stromausfall der Batterie oder eines Windradgenerators sicherstellt.
  6. Mörserzünder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppelbolzen (14) als Auslöser für das Windrad (1) vorgesehen ist.
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DE19854607A DE19854607A1 (de) 1998-11-26 1998-11-26 Mörserzünder mit einem Windrad
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