EP3312548A1 - Vorrichtung zur energieversorgung von zündern - Google Patents

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EP3312548A1
EP3312548A1 EP17196035.4A EP17196035A EP3312548A1 EP 3312548 A1 EP3312548 A1 EP 3312548A1 EP 17196035 A EP17196035 A EP 17196035A EP 3312548 A1 EP3312548 A1 EP 3312548A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cavity
magnet
air
projectile
powering
Prior art date
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Granted
Application number
EP17196035.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3312548B1 (de
Inventor
Sven Guth
Alexander Kern
Michael Pietsch
Jonathan NUSSBAUMER
Klaus DEUTSCHKÄMER
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.)
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall Waffe Munition GmbH filed Critical Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Publication of EP3312548A1 publication Critical patent/EP3312548A1/de
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Publication of EP3312548B1 publication Critical patent/EP3312548B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00—Electric fuzes
    • F42C11/04—Electric fuzes with current induction

Definitions

  • the present invention relates to a device for supplying energy to detonators, as used in projectiles and ammunition.
  • a projectile according to the invention has an active charge, which must be initiated in order for the active charge to take effect.
  • active charge may be an effect charge that causes lightning and / or blast effects. But it can also be an ejection charge, for deploying active bodies, such as parachutes, camouflage clouds and the like.
  • penetrators can be provided as active agents which are ejected by the active charge.
  • an igniter is provided in the projectile, which operates electrically in accordance with the invention.
  • the detonator provides by an electrical impulse for the initiation of the active charge.
  • the energy supply is designed so that only cause by the firing of the projectile on the projectile forces this ignition pulse.
  • a magnet is set in motion by the acceleration of the projectile on firing and the movement of the magnet is guided past a coil. By thus generated, moving electromagnetic field in the coil, an electrical pulse can be generated, which can be used to power the igniter.
  • Such power supply devices are commonly known by the name setback generator.
  • Such a device for supplying energy to detonators is described, for example, in US Pat DE 25 56 250 C2 disclosed.
  • the acceleration force acting on the projectile during the acceleration of the projectile is used to set magnets within a cylindrical element in motion.
  • the inertia of the magnets is used.
  • the magnets are moved past a coil and thus generate the required electrical impulse for the electrical supply of the igniter.
  • a magnet is moved in a cylindrical member, the magnet being shorter than the length of the cylindrical member.
  • the free volume in the interior of the cylindrical element, which is not occupied by the magnet in the rest position, is available for moving the magnet.
  • the basic mode of operation of such a device for supplying energy to detonators is always the same, namely that the magnet is moved by the acceleration during the launch of the projectile or by the centrifugal force during the rotation of a spin-stabilized projectile through the cylindrical element and along a coil.
  • the moving, electromagnetic field of the magnet induces an electrical impulse into the coil. This electrical energy can be used to operate an electric detonator.
  • the object of the present invention is therefore to increase the amount of energy of conventional devices for supplying energy to detonators, in particular setback generators, and thus to improve the effectiveness.
  • detonators in particular setback generators
  • this increase in efficiency should not be achieved by enlarging the components.
  • a device for supplying energy to detonators in a projectile which contains an active charge, which is initiated by the detonator.
  • This is an electric detonator, which can initiate the active charge with the help of electrical energy.
  • a cylindrical cavity is provided in the projectile, which is located within a housing. The housing so to speak limits the cylindrical cavity and is preferably made of plastic.
  • At least one coil is provided, which is arranged around the cavity.
  • the coil is thus, at least in a partial region of the housing, arranged around the cylindrical cavity. In this case, not the complete length of the cylindrical cavity must be surrounded by the coil, but only a partial area.
  • a magnet is provided, which is shorter than the length of the cavity.
  • This magnet is preferably also cylindrical in shape and with such a diameter that it can be inserted into the cylindrical cavity and since the magnet is shorter than the length of the cavity in this up and down is movable. The movement of the magnet thus takes place in the longitudinal direction of the cylindrical cavity.
  • the cylindrical cavity is filled with a gas, preferably with air.
  • a gas preferably with air.
  • at least one air passage is provided in the housing. On the side opposite the direction of movement of the magnet continues to create a suction, because the air is stretched here.
  • an air passage may be provided here to supply air to the cavity.
  • Such an air passage may be through a simple bore or by inserting a housing member with a recess so that the air can flow through the housing member.
  • a perforated disc can be used for this purpose.
  • a perforated disc is inserted in each case at the foot and at the head of the cylindrical cavity, so that air can escape on both sides of the magnet from the cylindrical cavity, or can be supplied thereto.
  • At least one air duct is provided in the projectile to allow an exchange of air with the cavity.
  • the air outlets are arranged so that air can be supplied to these or can be transported away from them.
  • the air ducts connect the cavity with the outer wall or the shell of the projectile to utilize the air present outside the projectile.
  • air buffers are still provided in the projectile, with which the aforementioned air exchange is made possible. These air buffers are provided in the projectile and arranged such that the air is supplied from the air buffers the air passages through the air ducts, or the air can be transported away from the air passages.
  • any such cavity in the projectile itself or in the interior of the shell of the projectile is suitable for such an air buffer.
  • Such an air buffer need not be particularly large, since the amount of air which is displaced by the magnet, rather low.
  • a fuse element is preferably provided in the cylindrical cavity which can limit movement of the magnet in the cavity.
  • a fuse element according to the invention prevents the movement of the magnet and should only release the magnet when a certain force acts on the magnet. This force can either be the acceleration force with which the projectile is fired or the centrifugal force that acts on the magnet when a spin-stabilized projectile is fired.
  • Such a securing element could be spring loaded, so that a bolt pushes into the cylindrical cavity and prevents the movement of the magnet and from a certain force, which counteracts the spring force, either the centrifugal force or the acceleration force, the bolt is displaced from the cylindrical cavity and so that the magnet is released.
  • a predetermined breaking point is inserted in the cylindrical cavity as the securing element.
  • This is preferably also made of plastic and prevents the magnet from moving. From a certain force, which acts on the breaking point by the magnet, but this breaks away and releases the movement of the magnet.
  • the securing element variable so that the movement of the magnet is released from a certain force.
  • the mass of the magnet and the acceleration force or the centrifugal force which acts on the magnet it can then be calculated how the fuse element is to be designed to stop the movement of the magnet up to this force.
  • the predetermined breaking point can then be dimensioned so that it breaks only from the calculated force and a spring may have a corresponding spring force.
  • the housing and the cylindrical cavity of the device is arranged in the longitudinal direction of the projectile.
  • the housing is arranged within the projectile or within the shell of the projectile in such a way that the longitudinal alignment of the cylindrical cavity coincides with the longitudinal orientation of the projectile.
  • the cylindrical cavity is arranged in the direction of flight of the projectile. This makes it possible that the acceleration force acts on the magnet during the shot.
  • the device according to the invention is arranged radially in the transverse direction in a projectile, which is spin-stabilized and should be triggered by the resulting centrifugal force during the spin of the projectile.
  • the structure of the device according to the invention is the same in both cases, only the housing and cylindrical cavity is arranged in the radial direction in the projectile when triggered by centrifugal forces, so that the resulting centrifugal forces can act on the magnet.
  • At least one capacitor is provided in the projectile, which is electrically connected to the coil and the igniter.
  • the electrical energy then generated by the magnet during movement through the coil can be stored for a short time in the capacitor and is then available to the detonator to initiate the active charge.
  • the capacitor also acts to smooth the generated energy pulse.
  • the detonator is then designed so that not immediately upon application of electrical energy, the detonator initiates the effective charge, but only after elapse of a certain time. As a result, the initiation of the active charge is not possible directly at launch but only at a later time.
  • the cavity itself acts as a guide for the magnet.
  • additional guides are provided in the cavity which guide the movement of the magnet in the cavity. These may be webs which are arranged in the cavity, which can engage in corresponding grooves of the magnet. But also a middle soul in the cylindrical cavity is conceivable, at which the magnet is guided through a hole in the magnet.
  • Fig. 1 shows a projectile with a device according to the invention.
  • any large-caliber ammunition is conceivable as a projectile, as well as projectiles, which are deployed from Werfer.
  • the outer shell of such a projectile consists of a jacket 20 and free spaces located therein. These free spaces can serve as air buffer 10 according to the invention.
  • Fig. 2 the movement of a magnet for a device according to the invention can be seen.
  • the magnet 1 is movably mounted in a cylindrical cavity 3, wherein the magnet 1 is shorter than the cavity 3. This allows the magnet 1 to move in the cavity 3.
  • the device of Fig. 2 is provided in the longitudinal direction of the projectile, so that upon firing of the projectile by the inertia of the magnet 1, this moves through the cavity.
  • the cavity 3 is bounded by a housing 5 in which at least one coil 2 is inserted.
  • the coil 2 is arranged in the housing 5, that the coil 2, at least in regions, is arranged around the cylindrical cavity 3 around.
  • the magnet 1 then moves through the cavity 3 as a result of the acceleration acting on it, it moves past the coil 2. As a result of the movement of the magnetic field of the magnet past the coil 2, an electrical voltage is induced in the coil 2. This induced voltage can then be used to help an igniter to initiate an active charge in the projectile.
  • air passages 13 are provided. These are attached to the head or foot of the cavity 3. Through the air passages 13, the air can escape from the cavity 3 and the cavity 3 are supplied.
  • the outflowing air flow 11 or the incoming air flow 11 is supplied to the air passage 13 via air flow paths, for example by grooves.
  • Fig. 3 shows a device according to the invention, wherein the magnet 1 is in the rest position and is held by a securing element 4 in its rest position.
  • the securing element 4 ensures that only from a certain force acting on the magnet 1, this force moves through the cavity 3. This prevents that during loading of the projectile already a voltage is generated by the movement of the magnet. Likewise, an early initiation of the active charge is prevented.
  • the securing element 4 is designed here as a predetermined breaking point. This means that from a certain force of the magnet 1 on the predetermined breaking point, this breaks away and releases the movement of the magnet 1. Also visible is the air passage at the end of the cavity, through which air is supplied to the cavity, or is led away from the cavity.
  • Fig. 4 Once again the structure of the device according to the invention with housing 5.
  • the inner cavity 3 is cylindrically shaped and partially filled with the magnets 1.
  • the magnet 1 is also cylindrically shaped and through the matched diameter of cylindrical cavity 3 and magnet 1, this is guided in the cavity 3.
  • the magnet 1 can thus move along the cavity 3.
  • the fuse element 4 prevents the magnet from unwanted movement.
  • the housing of the cavity could be designed as a magnetic yoke.
  • the cavity could be made of a different material than plastic. Important here is only that the material of the housing does not conduct magnetic fields.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern, wobei der Zünder einem Geschoss zugeordnet ist, welcher eine Wirkladung enthält, die von dem Zünder initiiert werden kann, damit der Zünder die Wirkladung initiiert, wird elektrische Energie benötigt. Diese wird dadurch hervorgerufen, dass sich im Geschoss ein zylinderförmiger Hohlraum befindet, welcher mit mindestens einer Spule versehen ist. In dem Hohlraum befindet sich wiederum ein Magnet, welcher sich durch den Hohlraum hindurch bewegen kann. Bei Bewegung des Magneten durch den Hohlraum wird durch den Magneten in die Spule eine Spannung induziert, welche dann vom Zünder dazu verwendet werden kann, die Wirkladung zu initiieren. Um Luftstaus bzw. Kompression im Hohlraum zu verhindern, wird vorgeschlagen, mindestens einen Luftdurchlass im Gehäuse des Hohlraums anzuordnen, sowie mindestens eine Luftzuführung, um einen Luftaustausch mit dem Hohlraum zu ermöglichen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern, wie sie in Geschossen und Munitionen verwendet werden. Ein solches erfindungsgemäßes Geschoss besitzt eine Wirkladung, welche initiiert werden muss, damit die Wirkladung ihre Wirkung entfaltet. Eine solche Wirkladung kann eine Effektladung sein, die Blitz- und/oder Knalleffekte hervorruft. Es kann aber auch eine Ausstoßladung sein, zum Ausbringen von Wirkkörpern, wie Fallschirme, Tarnwolken und dergleichen. Ebenso können Penetratoren als Wirkmittel, das durch die Wirkladung ausgeworfen wird, vorgesehen sein.
  • Zu Initiierung einer Wirkladung ist ein Zünder im Geschoss vorgesehen, welcher erfindungsgemäß elektrisch funktioniert. Der Zünder sorgt durch einen elektrischen Impuls für die Initiierung der Wirkladung.
  • Damit solche Zünder mit Energie versorgt werden können, sind vielfache Systeme als Stand der Technik bekannt. Für eine autarke Funktion des Zünders sowie des Geschosses, ist die Energieversorgung so gestaltet, dass nur durch die beim Abschuss des Geschosses auf das Geschoss einwirkenden Kräfte diesen Zündimpuls hervorrufen. Dazu ist bekannt, dass ein Magnet durch die Beschleunigung des Geschosses bei Abschuss in Bewegung gesetzt wird und die Bewegung des Magneten an einer Spule vorbei geführt wird. Durch das dadurch erzeugte, bewegte elektromagnetische Feld in der Spule kann ein elektrischer Impuls erzeugt werden, welcher zur Energieversorgung des Zünders verwendet werden kann. Solche Vorrichtungen zur Energieversorgung sind allgemein unter dem Namen Setbackgenerator bekannt.
  • Eine solche Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern wird beispielsweise in der DE 25 56 250 C2 offenbart. Hierbei wird die bei der Beschleunigung des Geschosses auf das Geschoss wirkende Beschleunigungskraft dazu verwendet, Magnete innerhalb eines zylindrischen Elements in Bewegung zu versetzen. Dabei wird die Trägheit der Magneten genutzt.
  • Die Magnete werden an einer Spule vorbei bewegt und erzeugen somit den benötigten elektrischen Impuls zur elektrischen Versorgung des Zünders.
  • Weiterhin ist bekannt, ein Verriegelungselement dem Magneten beizuordnen, damit dieser erst ab einer bestimmten auf ihn wirkenden Kraft in Bewegung versetzt wird. Dies soll die Effektivität der Energieerzeugung erhöhen, sowie eine zu frühe oder unerwünschte Energieerzeugung und somit Zündung der Wirkladung verhindern. Eine solche Verriegelung ist beispielsweise aus der US 7,478,595 B1 bekannt.
  • Bekannt ist ebenfalls, dass solche Vorrichtungen zur Energieversorgung von Zündern entweder die Beschleunigungsenergie eines Geschosses nutzen oder die Rotationsenergie bei drallstabilisierten Geschossen. Beide Anwendungen einer solchen Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern sind beispielsweise aus der US 4,091,733 A bekannt.
  • Die Effektivität einer solchen Energieversorgung von Zündern wird hierbei bestimmt durch die Geschwindigkeit, mit welcher der Magnet sich an der Spule vorbei bewegt. Ebenso sind die Größe des Magneten und sein Magnetfeld eine bestimmende Größe.
  • Bei den bisherigen, aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Energieversorgung von Zündern wird ein Magnet in einem zylindrischen Element bewegt, wobei der Magnet kürzer ist als die Länge des zylindrischen Elements. Das freie Volumen im inneren des zylindrischen Elements, welches nicht von dem Magneten in Ruhestellung eingenommen wird, steht dabei zur Bewegung des Magneten zur Verfügung.
  • Die prinzipielle Funktionsweise einer solchen Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern ist dabei immer die gleiche, nämlich dass durch die Beschleunigung beim Abschuss des Geschosses bzw. durch die Zentrifugalkraft bei der Rotation eines drallstabilisierten Geschosses der Magnet durch das zylindrische Element und entlang einer Spule bewegt wird. Durch das bewegte, elektromagnetische Feld des Magneten wird in die Spule ein elektrischer Impuls induziert. Diese elektrische Energie kann zum Betrieb eines elektrischen Zünders benutzt werden.
  • Da das zylindrische Element, in dem sich der Magnet bewegt, jedoch meistens mit Luft gefüllt ist, bewegt der Magnet auf dem Weg durch das zylindrische Element die Luft vor sich her, was zwangsläufig zu einer Komprimierung der Luft vor dem Magneten bei dessen Bewegung führt. Die so komprimierte Luft wirkt als Kraft der Bewegung des Magneten entgegen, sodass der Magnet auf seiner Bewegung gebremst wird. Dadurch wird auch die Geschwindigkeit des Magneten gebremst und somit die Effektivität einer solchen Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern verringert.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Menge an Energie von herkömmlichen Vorrichtungen zur Energieversorgung von Zündern, insbesondere Setbackgeneratoren zu erhöhen und somit die Effektivität zu verbessern. Da in entsprechenden Geschossen aber kein unbegrenzter Platz vorhanden ist, soll diese Effektivitätssteigerung nicht durch Vergrößerung der Bauelemente erreicht werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern in einem Geschoss vorgesehen, welches eine Wirkladung enthält, welche von dem Zünder initiiert wird. Hierbei handelt es sich um einen elektrischen Zünder, der die Wirkladung mit Hilfe von elektrischer Energie initiieren kann. Zur Erzeugung der elektrischen Energie ist im Geschoss ein zylinderförmiger Hohlraum vorgesehen, welcher sich innerhalb eines Gehäuses befindet. Das Gehäuse begrenzt sozusagen den zylinderförmigen Hohlraum und ist bevorzugterweise aus Kunststoff gefertigt.
  • In dem Gehäuse ist mindestens eine Spule vorgesehen, welche um den Hohlraum herum angeordnet ist. Die Spule ist somit, zumindest in einem Teilbereich des Gehäuses, um den zylinderförmigen Hohlraum herum angeordnet. Dabei muss nicht die komplette Länge des zylinderförmigen Hohlraums von der Spule umgeben sein, sondern lediglich ein Teilbereich.
  • In dem zylinderförmigen Hohlraum ist ein Magnet vorgesehen, welcher kürzer ist als die Länge des Hohlraums. Dieser Magnet ist bevorzugterweise ebenfalls zylindrisch gestaltet und zwar mit einem solchen Durchmesser, dass er in den zylinderförmigen Hohlraum eingefügt werden kann und da der Magnet kürzer ist als die Länge des Hohlraums, in diesem auf und ab bewegbar ist. Die Bewegung des Magneten erfolgt somit in Längsrichtung des zylinderförmigen Hohlraums.
  • Der zylinderförmige Hohlraum ist mit einem Gas gefüllt, bevorzugterweise mit Luft. Um bei der Bewegung des Magneten im zylinderförmigen Hohlraum eine Stauung bzw. Komprimierung der Luft, welche bei der Bewegung des Magneten in Bewegungsrichtung des Magneten geschieht, zu verhindern, ist mindestens ein Luftdurchlass im Gehäuse vorgesehen. Auf der der Bewegungsrichtung entgegengesetzten Seite des Magneten entsteht weiterhin eine Saugwirkung, denn die Luft wird hier gestreckt. So kann auch hier ein Luftdurchlass vorgesehen sein, um Luft dem Hohlraum zuzuführen.
  • Ein solcher Luftdurchlass kann durch eine einfache Bohrung geschehen oder aber durch Einfügung von einem Gehäuseelement mit einer Aussparung, sodass die Luft durch das Gehäuseelement hindurch fließen kann. Beispielsweise kann dazu eine Lochscheibe verwendet werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dazu jeweils am Fuß und am Kopf des zylinderförmigen Hohlraums eine Lochscheibe jeweils eingefügt, damit Luft auf beiden Seiten des Magneten aus dem zylinderförmigen Hohlraum entweichen, bzw. diesem zugeführt werden kann.
  • Damit im zylinderförmigen Hohlraum die Luft durch die Luftdurchlässe entweichen, bzw. zugeführt werden kann, ist mindestens eine Luftführung im Geschoss vorgesehen, um einen Luftaustausch mit dem Hohlraum zu ermöglichen. Dazu sind die Luftdurchlässe so angeordnet, dass Luft diesen zugeführt werden kann oder von ihnen abtransportiert werden kann.
  • Für eine solche Luftführung können Nuten und andere Ausnehmungen im Geschoss vorgesehen sein, sodass nach Abschuss des Geschosses Luft über diese Luftführungen sich mit dem Hohlraum austauschen kann. In der einfachsten Ausführungform verbinden die Luftführungen den Hohlraum mit der Außenwand oder dem Mantel des Geschosses, um die außerhalb des Geschosses vorhandene Luft zu nutzen.
  • In einer besonderen Ausführungsform sind weiterhin Luftpuffer im Geschoss vorgesehen, mit welchen der vorgenannte Luftaustausch ermöglicht wird. Diese Luftpuffer sind im Geschoss vorgesehen und derart angeordnet, dass die Luft von den Luftpuffern den Luftdurchlässen durch die Luftführungen zugeführt wird, bzw. die Luft von den Luftdurchlässen abtransportiert werden kann.
  • Für einen solchen Luftpuffer eignet sich jeder beliebige Hohlraum im Geschoss selbst, bzw. im Inneren des Mantels des Geschosses. Ein solcher Luftpuffer muss nicht besonders groß sein, da die Luftmenge welche durch den Magneten verdrängt wird, eher gering ist.
  • Um sicherzustellen, dass der Magnet nicht direkt bei Abschuss oder bei der Verladung des Geschosses bewegt wird und somit eine frühzeitige Zündung initiiert wird, ist bevorzugterweise ein Sicherungselement in dem zylinderförmigen Hohlraum vorgesehen, welches die Bewegung des Magneten im Hohlraum begrenzen kann. Ein solches erfindungsgemäßes Sicherungselement hindert die Bewegung des Magneten und soll den Magneten erst freigeben, wenn eine gewisse Kraft auf den Magneten wirkt. Diese Kraft kann entweder die Beschleunigungskraft sein, mit welcher das Geschoss verschossen wird oder aber die Zentrifugalkraft, die auf den Magneten wirkt, wenn ein drallstabilisiertes Geschoss verschossen wird.
  • Ein solches Sicherungselement könnte federbelasted sein, sodass sich ein Riegel in den zylinderförmigen Hohlraum schiebt und die Bewegung des Magneten hindert und ab einer gewissen Kraft, die der Federkraft entgegenwirkt, entweder die Zentrifugalkraft bzw. die Beschleunigungskraft, der Riegel aus dem zylinderförmigen Hohlraum verdrängt wird und damit der Magnet freigegeben wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist als Sicherungselement eine Sollbruchstelle im zylinderförmigen Hohlraum eingefügt. Diese besteht bevorzugterweise ebenfalls aus Kunststoff und hindert den Magneten an seiner Bewegung. Ab einer bestimmten Kraft, welche auf die Sollbruchstelle durch den Magneten wirkt, bricht diese jedoch weg und gibt die Bewegung des Magneten frei.
  • In beiden Fällen ist es möglich, das Sicherungselement variabel so zu gestalten, dass die Bewegung des Magneten ab einer gewissen Kraft freigegeben wird. Unter Zuhilfenahme der Masse des Magneten sowie der Beschleunigungskraft bzw. der Zentrifugalkraft welche auf den Magneten wirkt, kann dann berechnet werden, wie das Sicherungselement zu gestalten ist um die Bewegung des Magneten bis zu dieser Kraft aufzuhalten. Die Sollbruchstelle kann dann so bemaßt werden, dass sie erst ab der berechneten Kraft bricht und eine Feder kann eine entsprechende Federkraft aufweisen.
  • Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern durch die Beschleunigungskraft die im Geschoss enthaltenen Wirkladungen initiieren soll, ist das Gehäuse und der zylinderförmige Hohlraum der Vorrichtung in Längsrichtung des Geschosses angeordnet. Das bedeutet, dass das Gehäuse innerhalb des Geschosses bzw. innerhalb des Mantels des Geschosses angeordnet ist und zwar so, dass die Längsausrichtung des zylinderförmigen Hohlraums mit der Längsausrichtung des Geschosses übereinstimmt. Damit ist der zylinderförmige Hohlraum in Flugrichtung des Geschosses angeordnet. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Beschleunigungskraft während des Schusses auf den Magneten wirkt.
  • Im Gegensatz dazu ist die erfindungsgemäße Vorrichtung radial in Querrichtung in einem Geschoss angeordnet, welches drallstabilisiert ist und durch die entstehende Zentrifugalkraft beim Drall des Geschosses ausgelöst werden soll. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in beiden Fällen gleich, nur wird bei der Auslösung durch Zentrifugalkräfte das Gehäuse und zylinderförmige Hohlraum in radialer Richtung im Geschoss angeordnet, damit die entstehenden Zentrifugalkräfte auf den Magneten wirken können.
  • Zur Pufferung bzw. Speicherung der elektrischen Energie, welche bei der Bewegung des Magneten durch die Spule erzeugt wird, ist in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens ein Kondensator im Geschoss vorgesehen, welcher mit der Spule und dem Zünder elektrisch verbunden ist. Die dann durch den Magneten bei der Bewegung durch die Spule erzeugte elektrische Energie kann so im Kondensator kurzzeitig gespeichert werden und steht dann dem Zünder zur Verfügung um die Wirkladung zu initiieren. Der Kondensator fungiert ebenfalls zur Glättung des erzeugten Energieimpulses.
  • Weiterhin kann bevorzugterweise eine Zündverzögerung im Geschoss vorgesehen sein. Hierbei ist der Zünder dann so ausgeführt, dass nicht sofort bei Anliegen von elektrischer Energie der Zünder die Wirkladung initiiert, sondern erst nach Verstreichen einer gewissen Zeit. Hierdurch wird die Initiierung der Wirkladung nicht direkt bei Abschuss sondern erst zu einem späteren Zeitpunkt ermöglicht.
  • Um die Bewegung des Magneten im zylinderförmigen Hohlraum zu ermöglichen und in ihm zu führen, reicht es aus, einen ebenfalls zylinderförmigen Magneten in den Hohlraum einzubringen. Ist der Durchmesser des Magneten so gewählt, dass er in den Hohlraum einpassbar ist, fungiert der Hohlraum selbst als Führung des Magneten. In der bevorzugten Ausführungsform sind jedoch zusätzliche Führungen im Hohlraum vorgesehen, welche die Bewegung des Magneten im Hohlraum führen. Dies können Stege sein, die im Hohlraum angeordnet sind, welche in entsprechende Nuten des Magneten eingreifen können. Aber auch eine mittlere Seele im zylinderförmigen Hohlraum ist denkbar, an welcher der Magnet durch eine Bohrung im Magneten geführt wird.
  • Zur Sicherheit des Zünders und um diesen vor negativen Spannungen zu schützen, wird noch vorgeschlagen, mindestens eine Diode zwischen Spule bzw. Kondensator und dem Zünder einzufügen. Dadurch kann keine der Betriebsspannung des Zünders entgegengesetzte Spannung zum Zünder gelangen und diesem ggf. schaden. Ebenso kann durch Dioden eine Entladung des Kondensators durch die Spule verhindert werden.
  • Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    - perspektivische Darstellung eines Geschosses mit Luftpuffern
    Fig. 2:
    - perspektivischer Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Geschoss
    Fig. 3:
    - Detailzeichnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Geschoss
    Fig. 4:
    - Erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Geschoss
  • Fig. 1 zeigt ein Geschoss mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierbei ist jede großkalibrige Munition als Geschoss denkbar, ebenso wie Geschosse, welche aus Werfern ausgebracht werden. Wie in Figur 1 zu sehen, besteht die Aussenhülle eines solchen Geschosses aus einem Mantel 20 sowie darin befindlichen Freiräumen. Diese Freiräume können als erfindungsgemäße Luftpuffer 10 dienen.
  • In Fig. 2 ist die Bewegung eines Magneten für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zu sehen. Hierbei ist der Magnet 1 in einem zylinderförmigen Hohlraum 3 beweglich gelagert, wobei der Magnet 1 kürzer ist, als der Hohlraum 3. Dadurch kann sich der Magnet 1 im Hohlraum 3 bewegen.
  • Die Vorrichtung der Fig. 2 ist in Längsrichtung des Geschosses vorgesehen, sodass bei Abschuss des Geschosses durch die Trägheit des Magneten 1 dieser sich durch den Hohlraum hindurch bewegt. Der Hohlraum 3 ist begrenzt durch ein Gehäuse 5 in welchem mindestens eine Spule 2 eingefügt ist. Die Spule 2 ist so im Gehäuse 5 angeordnet, dass die Spule 2, zumindest bereichsweise, um den zylinderförmigen Hohlraum 3 herum angeordnet ist.
  • Bewegt sich nun der Magnet 1 durch die auf ihn wirkende Beschleunigung durch den Hohlraum 3, bewegt er sich vorbei an der Spule 2. Durch die Bewegung des Magnetfelds des Magneten an der Spule 2 vorbei, wird eine elektrische Spannung in die Spule 2 induziert. Diese induzierte Spannung kann dann dazu verwendet werden, einem Zünder zu verhelfen, eine Wirkladung im Geschoss zu initiieren.
  • Damit bei der Bewegung des Magneten 1 im Hohlraum 3 ein bei der Bewegung entstehender Luftstau sich nicht nachteilig auf die Bewegung des Magneten 1 auswirkt, sind Luftdurchlässe 13 vorgesehen. Diese sind am Kopf- bzw. Fußende des Hohlraums 3 angebracht. Durch die Luftdurchlässe 13 kann die Luft aus dem Hohlraum 3 entweichen bzw. dem Hohlraum 3 zugeführt werden. Der abströmende Luftfluss 11 bzw. der zuströmende Luftfluss 11 wird über Luftströmungswege dem Luftdurchlass 13 zugeführt, beispielsweise durch Nuten.
  • Bei der Bewegung des Magneten 1 durch den Hohlraum 3 wird dann in Bewegungsrichtung des Magneten 1 die Luft aus dem Hohlraum 3 heraus gedrückt, nämlich durch den Luftdurchlass 13. Über die Luftführungen 12 wird dann der Luftfluss 11 einem Luftpuffer 10 zugeführt. Ebenso wird auf der gegenüber liegenden Seite des Hohlraums 3, also der Seite, entgegen der Bewegungsrichtung des Magneten 1, durch die Saugwirkung des bewegenden Magneten 1 Luft ebenfalls durch einen Luftdurchlass 13 in den Hohlraum 3 hinein gesogen. Auch diese Luft stammt aus einem Luftpuffer 10. So entsteht ein Luftfluss 11, welcher sich aus dem Luftpuffer 10 durch den Hohlraum zurück in einen Luftpuffer 10 erstreckt. Es kann dabei lediglich ein Luftpuffer 10 verwendet werden oder jeweils ein Luftpuffer 10 für die abfließende und die zufließende Luft. Durch diesen Luftfluss wird einer Bremswirkung durch sich aufstauende oder gestreckte Luft im Hohlraum verhindert. Dies steigert die Effektivität der Vorrichtung und die Menge an elektrischer Energie, die erzeugt wird.
  • Fig. 3 zeigt dazu eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei der Magnet 1 sich in Ruhestellung befindet und von einem Sicherungselement 4 in seiner Ruhestellung gehalten wird. Das Sicherungselement 4 sorgt dafür, dass erst ab einer gewissen auf den Magneten 1 wirkenden Kraft, dieser sich durch den Hohlraum 3 bewegt. Dadurch wird verhindert, dass bei Verladen des Geschosses bereits eine Spannung durch die Bewegung des Magneten erzeugt wird. Ebenso wird eine frühzeitige Initiierung der Wirkladung verhindert.
  • Das Sicherungselement 4 ist hier als Sollbruchstelle ausgeführt. Dies bedeutet, dass ab einer gewissen Kraft des Magneten 1 auf die Sollbruchstelle, diese wegbricht und die Bewegung des Magneten 1 freigibt. Ebenfalls zu sehen ist der Luftdurchlass am Ende des Hohlraums, durch welchen Luft dem Hohlraum zugeführt wird, bzw. vom Hohlraum weggeführt wird.
  • Zuletzt zeigt Fig. 4 noch einmal den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Gehäuse 5. Der innenliegende Hohlraum 3 ist zylindrisch geformt und teilweise mit den Magneten 1 ausgefüllt. Der Magnet 1 ist ebenfalls zylindrisch geformt und durch die auf einander abgestimmten Durchmesser von zylinderförmigem Hohlraum 3 und Magnet 1 ist dieser in dem Hohlraum 3 geführt. Der Magnet 1 kann sich somit entlang des Hohlraumes 3 bewegen. Das Sicherungselement 4 bewahrt den Magneten vor unerwünschter Bewegung.
  • Die vorliegende Anmeldung ist nicht auf die vorgeschriebenen Merkmale begrenzt, vielmehr sind weitere Ausführungsformen denkbar. So könnte das Gehäuse des Hohlraums als Magnetjoch ausgeführt sein. Weiterhin könnte der Hohlraum aus einem anderen Werkstoff gefertigt sein als Kunststoff. Wichtig hierbei ist lediglich, dass das Material des Gehäuses Magnetfelder nicht leitet.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1.
    Magnet
    2.
    Spule
    3.
    Hohlraum
    4.
    Sicherungselement
    5.
    Gehäuse
    10.
    Luftpuffer
    11.
    Luftfluss
    12.
    Luftführung
    13.
    Luftdurchlass
    20.
    Mantel

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern,
    mit einem Geschoss und einer darin enthaltenen Wirkladung, welche von dem Zünder initiiert wird,
    mit einem im Geschoss angeordneten, zylinderförmigen Hohlraum (3), welcher sich in einem Gehäuse (5) befindet,
    mit mindestens einer Spule (2), welche im Gehäuse (5) um den Hohlraum (3) angeordnet ist
    und einem Magneten (1), welcher kürzer ist als die Länge des Hohlraums (3), dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens ein Luftdurchlass (13) im Gehäuse (5) angeordnet ist,
    sowie mindestens eine Luftführung (12) im Geschoss, um einen Luftaustausch mit dem Hohlraum (3) zu ermöglichen.
  2. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Luftdurchlässe (13) im Gehäuse (5) angeordnet sind, nämlich am Kopf- und am Fußende des Hohlraums (3), um einen Luftfluss (11) durch den Hohlraum zu ermöglichen.
  3. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Luftpuffer (10) im Geschoss vorgesehen ist, mit welchem der Luftaustausch ermöglicht wird.
  4. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschoss einen Mantel (20) aufweist, welcher den Luftpuffer (10) begrenzt.
  5. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherungselement (4) in dem Hohlraum vorgesehen ist, welches die Bewegung des Magneten (1) im Hohlraum begrenzen kann.
  6. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement als Sollbruchstelle fungiert und ab einer einstellbaren, auf es wirkenden Kraft bricht, um die Begrenzung der Bewegung des Magneten (1) aufzuheben.
  7. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus Kunststoff besteht.
  8. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) und der Hohlraum (3) in Längsrichtung des Geschosses angeordnet sind.
  9. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) und der Hohlraum (3) in Querrichtung des Geschosses angeordnet sind.
  10. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kondensator im Geschoss vorgesehen ist, welcher mit der Spule (2) und dem Zünder elektrisch verbunden ist.
  11. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zündverzögerung im Geschoss vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (1) mittels Führungen im Hohlraum (3) sich bewegen kann.
  13. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Energieversorgung des Zünders zwischen Spule (2) und Zünder mindestens eine Diode vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftdurchlass (13) als Bohrung ausgeführt ist.
  15. Vorrichtung zur Energieversorgung von Zündern nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftdurchlass (13) als Lochscheibe ausgeführt ist.
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