WO2022128864A1 - Aufschlagzünder - Google Patents

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WO2022128864A1
WO2022128864A1 PCT/EP2021/085394 EP2021085394W WO2022128864A1 WO 2022128864 A1 WO2022128864 A1 WO 2022128864A1 EP 2021085394 W EP2021085394 W EP 2021085394W WO 2022128864 A1 WO2022128864 A1 WO 2022128864A1
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WO
WIPO (PCT)
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head
needle
fuse
impact
pressure element
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/085394
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Glatthaar
Original Assignee
Junghans Microtec 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 Junghans Microtec Gmbh filed Critical Junghans Microtec Gmbh
Priority to CA3196407A priority Critical patent/CA3196407A1/en
Priority to EP21839378.3A priority patent/EP4264170A1/de
Priority to KR1020237013806A priority patent/KR20230074232A/ko
Publication of WO2022128864A1 publication Critical patent/WO2022128864A1/de

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Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an impact fuse for a projectile.
  • Impact fuzes for projectiles typically have a fuze body mountable on a projectile and incorporating a primer detonator system for igniting a main charge of the projectile and a firing pin for piercing the detonator system's primer upon impact with a target.
  • the firing needle in the fuse body 12 has a needle head 25 and a needle bar 26, the needle head 25 being arranged in the front region of the fuse body 12 behind a cover plate 21 and the needle bar 26 having a piercing tip 27 at the rear end for piercing the ignition charge in the detonator system 16 having.
  • a flat impact ie an impact of the fuze at a flat - in particular in contrast to an acute - angle on a target body causes a partial deformation of the front part of the fuze body 12, which Tilting of the needle head 25 in the direction of the impact surface results, which in turn can cause the needle bar 26 to buckle and/or jam in the fuse body 12, so that the needle bar 26 is no longer properly pressed in the direction of the detonator system 16 and, as a result, the ignition charge in the Detonator system can pierce.
  • the detonation of the main charge of the projectile then also does not take place.
  • the impact fuze of the invention comprises a fuze body mountable on a projectile, the fuze body having a head portion remote from the projectile with a head end, a bottom portion facing the projectile and a longitudinal axis, and a detonator system with a primer in the bottom portion of the fuze body.
  • the impact igniter also has an igniting needle in the head section of the igniter body, the igniting needle having a needle bar, a needle head on an end of the needle bar facing the head end of the igniter body, and a piercing tip on an end of the needle bar facing the detonator system, the igniting needle Impact fuse is movable on a target body in the direction of the detonator system, so that the piercing tip of the firing needle pierces the ignition charge in the detonator system.
  • a pressure element is also provided, which is arranged loosely (in the sense of not fixed) in the head section of the igniter body between the head end of the igniter body and the needle head of the ignition needle, the pressure element being designed and arranged in the head section of the igniter body such that it can tilt relative to the detonator body and relative to the pin head of the detonator needle, so that if the head portion of the detonator body is deformed when it hits a target body, it can press on the pin head of the detonator pin without tilting the pin head relative to the longitudinal axis of the detonator body.
  • the additional pressure element is tilted when the head section of the fuse body is deformed, but due to its decoupling from the needle head it keeps the Alignment of the needle head and thus also the needle bar upright, ie prevents, for example, the needle head from tilting and the needle bar buckling or jamming as a result.
  • This additional pressure element can therefore ensure that the firing pin remains functional and can pierce the firing charge in the detonator system, even if the impact fuse hits a target body flat.
  • This guarantee of the functionality of the impact detonator even if it hits a target body flat can be achieved by means of the additional pressure element with a simple and cost-effective design. In many conventional design variants of impact fuses, it is also sufficient to simply insert the special pressure element without the fuse body and the firing needle having to be significantly modified.
  • the impact fuse of the invention can be used for any type of projectile.
  • the impact fuze of the invention is not limited to any particular squib type detonator systems.
  • the pressure element preferably has a rear side which faces the ignition needle and is designed in the shape of a dome. In this way, the back of the pressure element can remain in contact with the needle head of the firing pin, even when the pressure element is tilted (i.e. both when striking a target body vertically and flatly), preferably even in the area of the central longitudinal axis of the fuse body, along the the firing pin is movable in the direction of the detonator system.
  • the dome or its curvature can be spherical or aspherical.
  • the bulge can rise above an elliptical or square base.
  • the base area can in particular be circular or square.
  • the curvature can include a planar area in the area above the centroid of the base area.
  • the planar area is preferably located symmetrically around the theoretically highest point of the dome if this would not include a planar area.
  • the flat area of the rear side - or in other words the flat area of the dome-shaped surface of the rear side - accounts for less than 30%, in particular less than 25% of the total area of the dome-shaped surface.
  • the spherical or aspherical surface profile of the rear side of the pressure element can also be formed by a large number of planar elements, so that the dome-shaped rear side is formed by a polyhedron.
  • the side of the needle head of the ignition needle that faces the pressure element is preferably formed essentially flat.
  • the tilting of the pressure element relative to the pin head can be better guaranteed: due to the dome-shaped design of the rear side of the pressure element and the flat design of the side of the pin head that faces the pressure element, the pressure element can fall below when the detonator hits a target at a flat angle due to its loose or unfixed arrangement, so to speak on the side of the needle head that faces the pressure element, while simultaneously exerting pressure on the needle head - or, to put it another way, at the same time in a straight line, i.e. in the direction of the longitudinal axis of the fuse body, forwarding the deformation of the Head portion of the igniter body on the pressure element on the needle head.
  • the back of the pressure element has a planar area as described above, it is possible - despite the loose arrangement of the pressure element - to establish a planar contact between the pressure element and the side of the needle head facing the pressure element, so that-if-only when the fuse strikes a Target body at a shallow angle tilting of the pressure element takes place.
  • the front side of the pressure element facing the head end of the igniter body can, for example, be designed to be essentially planar.
  • the pressure element can be designed, for example, as a hemisphere or quasi-lens-shaped with a planar surface as the front side and an aspheric or spherical or faceted surface as the back side, with both "hemisphere” and “lens” on its back side, as before described, plan area may include.
  • the front side of the pressure element can comprise two planar areas, one planar area being raised in steps relative to the other planar area.
  • the stepped, raised planar area of the front side can be opposite to a previously described planar area of the rear, or to put it another way: Regardless of whether the rear includes a planar area or not, the stepped, raised area of the front is preferably opposite to the (theoretically) highest point of the dome-shaped back arranged, the area in particular oriented symmetrically with respect to this point.
  • a contact area can be produced between the head end of the igniter body and the pressure body due to the stepped, raised planar area, which, however, compared to an essentially completely planar front side, offers the advantage that a certain contact can be produced between the head end, but with a smaller surface area , so that when the igniter hits flat, a tilting movement of the pressure element is easier.
  • the front side of the pressure element facing the head end of the igniter body can, for example, also be configured analogously to one of the previously described rear sides of the pressure element.
  • the pressure element can have a spherical shape, an elliptical shape, an oval shape, the shape of a polyhedron on the back and front, or different combinations, such as a spherical shape on the front and an elliptical or aspherical shape on the backside etc
  • the pressure element preferably has a solid molded body made of a metallic material.
  • the pressure element is dimensionally stable and can maintain its shape and thus its functionality even when the fuse body is deformed when it hits a target body.
  • the pressure element is made of aluminum, for example.
  • the fuse body has a channel in its head section, in which the firing needle is arranged and guided and in which the pressure element is also located.
  • this channel preferably has a first channel section for guiding the needle head and the pressure element and a second channel section for guiding the needle bar, the second channel section being narrower than the first channel section.
  • the firing pin and channel are substantially coaxial with the central longitudinal axis of the fuse body.
  • the channel or its first and second channel sections are preferably shaped essentially cylindrically, preferably essentially coaxially to the longitudinal axis of the fuse body.
  • the pressure element is preferably designed in such a way that the diameter of the pressure element is smaller than the width of the channel in all directions.
  • the igniter body has an access opening at its head end for mounting the igniter needle, the access opening being closed by a cover plate (after the igniter needle has been inserted into the igniter body.
  • the pressure element is also inserted into the igniter body through this access opening and is then placed loosely between the cover plate and the needle head of the firing pin.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an impact detonator according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows four sketches to illustrate the course of deformation of the impact fuse from FIG. 1 when it strikes a target body at an angle
  • FIG. 3 shows four sketches to illustrate the course of deformation of a conventional impact fuse when it strikes a target body at an angle.
  • FIG. 1 illustrates the structure of an impact fuse using the example of an explosive projectile.
  • Fig. 1 shows the structure of the impact fuse 10 in the rest state or in the flight state, i.e. before the impact fuse 10 has struck a target body.
  • the impact igniter 10 has an igniter body 12 made of aluminum, for example.
  • the igniter body 12 has a head section 12a at the front in the direction of flight 13 with a head end 12b and a bottom section at the rear in the direction of flight 13 12c.
  • a fastener 14 for attaching the igniter body 12 to the body of the projectile.
  • the fastening device 14 has, for example, a thread for screwing the fuse body 12 into a projectile cavity.
  • the fastening device 14 of the fuse body 12 can also be designed differently.
  • the igniter body 12 has a central longitudinal axis 18 which also defines an axial direction of the igniter body 12 .
  • the direction of flight 13 of the projectile and of the impact fuse 10 is essentially parallel or coaxial to this longitudinal axis 18.
  • an ignition charge space 15 which is, for example, essentially cylindrical in shape and arranged essentially coaxially to the longitudinal direction 18 .
  • a detonator system with an ignition charge 16 is accommodated in this ignition charge space 15 .
  • the detonator system 16 has, for example, an ignition chain.
  • the ignition charge of the detonator system 16 can be triggered mechanically through a piercing opening 17, the piercing opening 17 being provided in the region of the longitudinal axis 18 on the side of the detonator system 16 facing the head section 12a.
  • the triggered ignition charge of the detonator system 16 can then trigger the main charge of the projectile.
  • the firing needle 24 has a needle bar 26 , a needle head 25 on the end of the needle bar 26 facing the head end 12b of the fuse body 12 and a piercing tip 27 on the end of the needle bar 26 facing the detonator system 16 .
  • the piercing tip 17 is used to trigger the ignition charge by piercing the piercing opening 17 of the detonator system 16.
  • the needle head 25 of the firing needle 24 is wider than the needle bar 26.
  • the channel 22 in the head section 12a of the ignition body 12 therefore has a wider first channel section 22a for receiving and guiding the needle head 25 and a narrower second channel portion 22b for receiving and guiding the needle bar 26.
  • the first and second channel portions 22a, 22b are both essentially hollow-cylindrical in shape.
  • Firing needle 24 and channel 22 are each aligned substantially coaxially with longitudinal axis 18 .
  • the firing needle 24 can be moved in the channel along the longitudinal axis 18 so that when the impact fuse 10 hits a target body it can be moved in the direction of the detonator system 16 by pressure on the needle head 25 so that the piercing tip 27 pierces the piercing opening 17 of the detonator system 16. to trigger the ignition charge.
  • the head portion 12a of the igniter body 12 has an access opening 20 at its head end 12b through which the firing pin 24 can be inserted into the channel 22 of the igniter body 12. As shown in FIG. After the firing needle 24 has been installed, this access opening 20 is then closed and sealed by a cover plate 21 .
  • a pusher 28 is also inserted into the channel 22 through the access opening 20 .
  • the pressure element 28 is then arranged between the needle head 25 and the cover plate 21 in the first channel section 22a.
  • the pressure element 28 is arranged loosely in the first channel section 22a, i.e. it is not fixed to any element of the cover plate 21, fuse body 12 and needle head 25, so that it can tilt within the first channel section 22a relative to the fuse body 12 and relative to the needle head 25 of the fuse needle 24, such as indicated by the arched arrows 29 in FIG.
  • the pressure element 28 is designed in the form of a hemisphere. That is, the pressure element 28 has a front side 28a facing the cover plate 21, which is essentially flat, and a rear side 28b facing the needle head 25, which is dome-shaped, here spherical. In other embodiments of the invention, the front side 28a of the pressure element 28 can also be dome-shaped, for example spherical, so that the pressure element 28 is spherical.
  • the side of the needle head 25 facing the pressure element 28 is preferably formed essentially flat.
  • the pressure element 28 is in contact with the needle head 25.
  • the pressure element is also preferably a solid (ie not hollow) molded part, for example made of aluminium.
  • the pressure element 28 is arranged essentially coaxially to the longitudinal axis 18 .
  • all diameters of the compression member 28 are sized smaller than the width of the first channel portion 22a in the head portion 12a of the igniter body 12 in all orientations.
  • the head end 12b of the fuse body 12 is pressed in so that the pressure element 21 presses against the needle head 25 with its rear side 28b.
  • the ignition needle 24 is moved in the direction of the detonator system 16 and finally pierces the piercing tip 27 into the piercing opening of the detonator system 16 in order to trigger the ignition charge in the detonator system 16 .
  • the pressure element 28 due to its dome-shaped rear side 28b, presses against the needle head 25 in the central area of the longitudinal axis 18, so that the pressure effect runs in a straight line, whereby the axial movement of the ignition needle 24 through the channel 22 along the longitudinal axis 18 is supported .
  • FIG. 2 The functionality of the impact fuse 10 in the event of a flat impact on a target body is illustrated in FIG. 2 .
  • the advantage of the construction of the impact fuse 10 according to the invention can be seen in particular by comparing FIG. 2 with FIG. 3 described above for a conventional impact fuse.
  • the head section 12a of the igniter body 12 is deformed further and further in the region of the head end 12b, similar to that in FIG.
  • this deformation of the fuse body 12 does not cause the needle head 25 to tilt due to the additional pressure element 28 and thus the needle rod 26 does not buckle or jam, so that the fuse needle 24 remains functional and the ignition charge in the detonator system 16 can pierce.
  • the pressure element 28 is tilted within the first channel section 22a so that its planar front side 28a on the Target body is aligned.
  • the pressing member 28 is slightly moved toward the bottom portion 12c of the igniter body 12 by the impact in the course of the deformation of the igniter body 12 .
  • the tilting of the pressure element 28 does not cause any deformation of the first channel section 22 and, in particular, no tilting of the needle head 25 relative to the longitudinal axis 18. As can be seen from Fig.
  • the dome-shaped rear side 28b remains instead of the pressure element 28 in the course of the deformation of the fuse body 12 in the central area of the longitudinal axis 18 with the planar upper side of the needle head 25 in contact.
  • the pressure element 28 always presses in the course of the deformation of the fuse body 12 essentially centrally against the needle head 25 and essentially in a straight line in the direction along the longitudinal axis 18. In this way, the ignition needle 24 along the longitudinal direction 18 through the channel 22 in the direction of the detonator system 16 moves without tilting transversely to the longitudinal axis 18 in any way.
  • the impact sensing of the impact fuse 10 can be improved or maintained even in the event of a flat impact on a target body.
  • the functionality of the impact fuse and thus the usability of the projectile can be significantly improved.

Landscapes

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Abstract

Ein Aufschlagzünder (10) für ein Geschoss weist einen Zünderkörper (12), ein Detonatorsystem mit Zündladung (16) im Bodenabschnitt (12c) des Zünderkörpers (12) und eine Zündnadel (24) im Kopfabschnitt (12a) des Zünderkörpers (12) auf. Die Zündnadel (24) hat eine Nadelstange (26) mit einer Anstechspitze (27) und einen Nadelkopf (25), wobei die Zündnadel (24) bei einem Aufschlagen des Aufschlagzünders (10) auf einen Zielkörper in Richtung zum Detonatorsystem (16) bewegbar ist, damit die Anstechspitze (27) der Zündnadel (24) die Zündladung im Detonatorsystem (16) ansticht. Zur Verbesserung der Aufschlagsensierung insbesondere auch bei einem flachen Aufschlagen auf einen Zielkörper weist der Aufschlagzünder (10) zudem ein Druckelement (28) auf, das zwischen dem Kopfende (12b) des Zünderkörpers (12) und dem Nadelkopf (25) der Zündnadel (24) lose angeordnet ist und derart ausgestaltet und im Kopfabschnitt (12a) des Zünderkörpers (12) angeordnet ist, dass es relativ zum Zünderkörper (12) und relativ zum Nadelkopf (25) der Zündnadel (24) kippen kann, sodass es bei einer Verformung des Kopfabschnitts (12a) des Zünderkörpers (12) beim Aufschlagen auf einen Zielkörper geradlinig auf den Nadelkopf (25) der Zündnadel drückt, ohne den Nadelkopf relativ zur Längsachse (18) des Zünderkörpers (12) zu kippen.

Description

Aufschlagzünder
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufschlagzünder für ein Geschoss.
Aufschlagzünder für Geschosse haben typischerweise einen Zünderkörper, der an einem Geschoss montiert werden kann und in dem ein Detonatorsystem mit Zündladung zum Zünden einer Hauptladung des Geschosses und eine Zündnadel zum Anstechen der Zündladung des Detonatorsystems beim Aufschlagen auf einen Zielkörper vorgesehen sind.
Bei einem einigermaßen senkrechten Aufschlagen auf einen Zielkörper drückt das Kopfende des Zünderkörpers auf die Zündnadel und bewegt sie in Richtung zum Detonatorsystem, sodass die Zündladung angestochen wird. Bei einem flachen Aufschlagen auf einen Zielkörper wird hingegen der Zünderkörper üblicherweise verformt, wodurch die Zündnadel zerstört werden kann, was zur Folge hat, dass die Zündnadel nicht mehr zum Detonatorsystem bewegt wird, um die Zündladung anzustechen. Diese Problematik eines herkömmlichen Aufschlagzünders ist beispielhaft in Figur 3 veranschaulicht. Wie dargestellt, hat die Zündnadel im Zünderkörper 12 einen Nadelkopf 25 und eine Nadelstange 26, wobei der Nadelkopf 25 im vorderen Bereich des Zünderkörpers 12 hinter einer Abdeckplatte 21 angeordnet ist und die Nadelstange 26 am hinteren Ende eine Anstechspitze 27 zum Anstechen der Zündladung im Detonatorsystem 16 aufweist. Wie in dem Teilfigurenablauf A, B, C, D veranschaulicht, bewirkt ein flaches Aufschlagen, d.h. ein Auftreffen des Zünders unter einem flachen - insbesondere im Gegensatz zu einem spitzen - Winkel auf einen Zielkörper eine teilweise Verformung des vorderen Teils des Zünderkörpers 12, was ein Verkippen des Nadelkopfes 25 in Richtung zur Aufschlagfläche zur Folge hat, was wiederum ein Abknicken und/oder Verklemmen der Nadelstange 26 im Zünderkörper 12 bewirken kann, sodass die Nadelstange 26 nicht mehr ordnungsgemäß in Richtung zum Detonatorsystem 16 gedrückt wird und demzufolge nicht mehr die Zündladung im Detonatorsystem anstechen kann. So unterbleibt dann natürlich auch die Detonation der Hauptladung des Geschosses.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Aufschlagzünder zu schaffen, der auch bei einem flachen Aufschlagen auf einen Zielkörper das Anstechen der Zündladung durch die Zündnadel bewirken kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Aufschlagzünder für ein Geschoss mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Aufschlagzünder der Erfindung weist einen Zünderkörper, der an einem Geschoss montiert werden kann, wobei der Zünderkörper einen dem Geschoss abgewandten Kopfabschnitt mit einem Kopfende, einen dem Geschoss zugewandten Bodenabschnitt und eine Längsachse aufweist, und ein Detonatorsystem mit Zündladung im Bodenabschnitt des Zünderkörpers auf. Der Aufschlagzünder weist ferner eine Zündnadel im Kopfabschnitt des Zünderkörpers auf, wobei die Zündnadel eine Nadelstange, einen Nadelkopf an einem dem Kopfende des Zünderkörpers zugewandten Ende der Nadelstange und eine Anstechspitze an einem dem Detonatorsystem zugewandten Ende der Nadelstange aufweist, wobei die Zündnadel bei einem Aufschlagen des Aufschlagzünders auf einen Zielkörper in Richtung zum Detonatorsystem bewegbar ist, damit die Anstechspitze der Zündnadel die Zündladung im Detonatorsystem ansticht. Gemäß der Erfindung ist zudem ein Druckelement vorgesehen, das im Kopfabschnitt des Zünderkörpers zwischen dem Kopfende des Zünderkörpers und dem Nadelkopf der Zündnadel lose (im Sinne von nicht fixiert) angeordnet ist, wobei das Druckelement derart ausgestaltet und im Kopfabschnitt des Zünderkörpers angeordnet ist, dass es relativ zum Zünderkörper und relativ zum Nadelkopf der Zündnadel kippen kann, sodass es bei einer Verformung des Kopfabschnitts des Zünderkörpers beim Aufschlagen auf einen Zielkörper auf den Nadelkopf der Zündnadel drücken kann, ohne den Nadelkopf relativ zur Längsachse des Zünderkörpers zu kippen.
Das zusätzliche Druckelement wird bei einer Verformung des Kopfabschnitts des Zünderkörpers gekippt, hält aber durch seine Entkopplung vom Nadelkopf die Ausrichtung des Nadelkopfes und damit auch der Nadelstange aufrecht, d.h. verhindert zum Beispiel ein Kippen des Nadelkopfes und ein dadurch bewirktes Abknicken oder Verklemmen der Nadelstange. Durch dieses zusätzliche Druckelement kann deshalb auch bei einem flachen Aufschlagen des Aufschlagzünders auf einen Zielkörper gewährleistet werden, dass die Zündnadel funktionsfähig bleibt und die Zündladung im Detonatorsystem anstechen kann. Diese Gewährleistung der Funktionsfähigkeit des Aufschlagzünders auch bei einem flachen Aufschlagen auf einen Zielkörper kann mittels des zusätzlichen Druckelements durch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau erzielt werden. Auch genügt in vielen herkömmlichen Konstruktionsvarianten von Aufschlagzündern ein einfaches Einfügen des speziellen Druckelements, ohne dass der Zünderkörper und die Zündnadel wesentlich modifiziert werden müssen.
Der Aufschlagzünder der Erfindung ist grundsätzlich für beliebige Geschossarten anwendbar. Außerdem ist der Aufschlagzünder der Erfindung auf keine speziellen Detonatorsysteme mit Zündladung beschränkt.
Vorzugsweise weist das Druckelement eine der Zündnadel zugewandte Rückseite auf, die kuppelförmig ausgestaltet ist. Auf diese Weise kann die Rückseite des Druckelements auch bei einem Kippen des Druckelements (d.h. sowohl beim senkrechten Aufschlagen als auch beim flachen Aufschlagen auf einen Zielkörper) mit dem Nadelkopf der Zündnadel in Kontakt bleiben, bevorzugt sogar im Bereich der zentralen Längsachse des Zünderkörpers, entlang der die Zündnadel in Richtung zum Detonatorsystem bewegbar ist. Die Kuppel bzw. ihre Wölbung kann sphärisch oder asphärisch sein. Die Wölbung kann sich über eine elliptische oder eckige Grundfläche erheben. Die Grundfläche kann insbesondere kreisförmig oder quadratisch sein. Die Wölbung kann im Bereich oberhalb des Flächenschwerpunkts der Grundfläche einen planen Bereich umfassen. Der plane Bereich befindet sich bevorzugt symmetrisch um den theoretisch höchsten Punkt der Kuppel, wenn diese keinen planen Bereich umfassen würde. Vorteilhafterweise macht der plane Bereich der Rückseite - oder anders gesagt der plane Bereich der kuppelförmigen Oberfläche der Rückseite weniger als 30%, insbesondere weniger als 25% der Gesamtfläche der kuppelförmigen Oberfläche aus. Der sphärische oder asphärische Oberflächenverlauf der Rückseite des Druckelements kann auch durch eine Vielzahl planer Elemente gebildet sein, so dass die kuppelförmige Rückseite durch einen Polyeder gebildet ist. Die dem Druckelement zugewandte Seite des Nadelkopfes der Zündnadel ist vorzugsweise im Wesentlichen plan geformt. Auf diese Weise kann das Kippen des Druckelements relativ zum Nadelkopf besser gewährleistet werden: Durch die kuppelförmige Ausgestaltung der Rückseite des Druckelements und die plane Ausgestaltung der Seite des Nadelkopfes, die dem Druckelement zugewandt ist, kann das Druckelement bei einem Aufschlagen des Zünders auf einem Zielkörper unter einem flachen Winkel aufgrund seiner losen bzw. unfixierten Anordnung quasi auf der Seite des Nadelkopfes, die dem Druckelement zugewandt ist, abrollen bei gleichzeitiger Druckausübung auf den Nadelkopf - oder anders ausgedrückt bei gleichzeitiger geradliniger, also in Richtung der Längsachse des Zünderkörpers, Weiterleitung der Verformung des Kopfabschnitts des Zünderkörpers über das Druckelement auf den Nadelkopf. Wenn die Rückseite des Druckelements einen wie zuvor beschriebenen planen Bereich aufweist, kann - trotz loser Anordnung des Druckelements - ein flächiger Kontakt zwischen Druckelement und der dem Druckelement zugewandten Seite des Nadelkopfes hergestellt werden, so dass-bei-nur bei einem Aufschlagen des Zünders auf einen Zielkörper unter einem flachen Winkel ein Kippen des Druckelements erfolgt.
Die dem Kopfende des Zünderkörpers zugewandte Vorderseite des Druckelements kann zum Beispiel im Wesentlichen plan ausgestaltet sein. In diesem Fall kann das Druckelement beispielsweise als eine Halbkugel oder quasi linsenförmig mit einer planen Fläche als Vorderseite und einer asphärischen oder sphärischen oder facettenartig ausgebildeten Oberfläche als Rückseite ausgestaltet sein, wobei sowohl „Halbkugel“ als auch „Linse“ auf ihrer Rückseite einen, wie zuvor beschriebenen, planen Bereich umfassen können.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Vorderseite des Druckelements zwei plane Bereiche umfasst, wobei der eine plane Bereich gegenüber dem anderen planen Bereich stufenförmig erhöht ist. Der stufenförmig erhöhte plane Bereich der Vorderseite kann dabei gegenüberliegend zu einem zuvor beschriebenen planen Bereich der Rückseite liegen bzw. anders ausgedrückt: Unabhängig davon, ob die Rückseite einen planen Bereich umfasst oder nicht, ist der stufenförmig erhöhte Bereich der Vorderseite vorzugsweise gegenüberliegend zum (theoretisch) höchsten Punkt der kuppelförmigen Rückseite angeordnet, wobei der Bereich insbesondere symmetrisch in Bezug auf diesen Punkt ausgerichtet ist. Durch den stufenförmig erhöhten planen Bereich kann ein Kontaktbereich zwischen dem Kopfende des Zünderkörpers und dem Druckkörper hergestellt werden, welcher jedoch im Vergleich zu einer im Wesentlich komplett planen Vorderseite den Vorteil bietet, dass ein gewisser Kontakt zwischen dem Kopfende herstellbar ist, der jedoch flächenmäßig kleiner ist, so dass bei einem flachen Aufschlagen des Zünders eine Kippbewegung des Druckelements einfacher möglich ist.
Die dem Kopfende des Zünderkörpers zugewandte Vorderseite des Druckelements kann jedoch beispielsweise auch analog wie eine der zuvor beschriebenen Rückseiten des Druckelements ausgestaltet sein. Dadurch ist es zum Beispiel möglich, dass das Druckelement eine Kugelform, eine Ellipsenform, eine ovale Form, die Form eines Polyeders jeweils auf Rück- und Vorderseite aufweist oder unterschiedliche Kombinationen, wie z.B. eine Kugelform auf der Vorderseite und eine elliptische oder asphärische Form auf der Rückseite etc.
Das Druckelement hat vorzugsweise einen massiven Formkörper aus einem metallischen Material. Auf diese Weise ist das Druckelement formstabil und kann auch beim Verformen des Zünderkörpers beim Aufschlagen auf einen Zielkörper seine Form und damit seine Funktionalität aufrechterhalten. Aus Gewichtsgründen ist das Druckelement zum Beispiel aus Aluminium gefertigt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Zünderkörper in seinem Kopfabschnitt einen Kanal auf, in dem die Zündnadel angeordnet und geführt ist und in dem sich auch das Druckelement befindet. Falls die Nadelstange eine geringere Breite als der Nadelkopf der Zündnadel aufweist, weist dieser Kanal vorzugsweise einen ersten Kanalabschnitt zum Führen des Nadelkopfes und des Druckelements und einen zweiten Kanalabschnitt zum Führen der Nadelstange auf, wobei der zweite Kanalabschnitt schmaler als der erste Kanalabschnitt ist. Außerdem verlaufen die Zündnadel und der Kanal vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zur zentralen Längsachse des Zünderkörpers. Der Kanal bzw. sein erster und zweiter Kanalabschnitt sind bevorzugt im Wesentlichen zylindrisch geformt, vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zur Längsachse des Zünderkörpers. llm die freie Beweglichkeit des Druckelements auch beim Verformen des Kopfabschnitts des Zünderkörpers zu gewährleisten, ist das Druckelement bevorzugt so ausgestaltet, dass die Durchmesser des Druckelements in allen Richtungen kleiner als die Breite des Kanals sind.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Zünderkörper an seinem Kopfende eine Zugangsöffnung zum Montieren der Zündnadel auf, wobei die Zugangsöffnung (nach dem Einfügen der Zündnadel in den Zünderkörper durch eine Abdeckplatte geschlossen wird. Das Druckelement wird ebenfalls durch diese Zugangsöffnung in den Zünderkörper eingefügt und ist dann lose zwischen der Abdeckplatte und dem Nadelkopf der Zündnadel angeordnet.
Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigen, schematisch:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Aufschlagzünders gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 vier Skizzen zum Veranschaulichen des Verformungsverlaufs des Aufschlagzünders von Fig. 1 bei einem schrägen Aufschlagen auf einen Zielkörper; und
Fig. 3 vier Skizzen zum Veranschaulichen des Verformungsverlaufs eines herkömmlichen Aufschlagzünders bei einem schrägen Aufschlagen auf einen Zielkörper.
Fig. 1 veranschaulicht beispielhaft den Aufbau eines Aufschlagzünders am Beispiel eines Sprenggeschosses. Fig. 1 zeigt die Struktur im Ruhezustand oder im Flugzustand des Aufschlagzünders 10, d.h. vor dem Aufschlagen des Aufschlagzünders 10 auf einen Zielkörper.
Der Aufschlagzünder 10 hat einen Zünderkörper 12, der zum Beispiel aus Aluminium gefertigt ist. Der Zünderkörper 12 hat einen in Flugrichtung 13 vorderen Kopfabschnitt 12a mit einem Kopfende 12b und einen in Flugrichtung 13 hinteren Bodenabschnitt 12c. Am Bodenabschnitt 12c des Zünderkörpers 12 ist eine Befestigungsvorrichtung 14 vorgesehenem, mit der der Zünderkörper 12 am Rumpf des Geschosses befestigt werden kann. Wie in Fig. 1 angedeutet, weist die Befestigungsvorrichtung 14 zum Beispiel ein Gewinde zum Einschrauben des Zünderkörpers 12 in einen Geschosshohlraum auf. Je nach Art des Geschosses kann die Befestigungsvorrichtung 14 des Zünderkörpers 12 aber auch anders konzipiert sein.
Der Zünderkörper 12 hat eine zentrale Längsachse 18, die auch eine Axialrichtung des Zünderkörpers 12 definiert. Die Flugrichtung 13 des Geschosses und des Aufschlagzünders 10 ist im Wesentlichen parallel bzw. koaxial zu dieser Längsachse 18.
Im Bodenabschnitt 12c des Zünderkörpers 12 ist ein Zündladungsraum 15 vorgesehen, der zum Beispiel im Wesentlichen zylindrisch geformt und im Wesentlichen koaxial zur Längsrichtung 18 angeordnet ist. In diesem Zündladungsraum 15 ist ein Detonatorsystem mit Zündladung 16 aufgenommen. Das Detonatorsystem 16 weist zum Beispiel eine Zündkette auf. Die Zündladung des Detonatorsystems 16 ist durch eine Anstichöffnung 17 mechanisch auslösbar, wobei die Anstichöffnung 17 im Bereich der Längsachse 18 auf der dem Kopfabschnitt 12a zugewandten Seite des Detonatorsystems 16 vorgesehen ist. Die ausgelöste Zündladung des Detonatorsystems 16 kann dann die Hauptladung des Geschosses auslösen.
Im Kopfabschnitt 12a des Zünderkörpers 12 ist ein Kanal 22 vorgesehen, der im Wesentlichen koaxial zur Längsrichtung 18 angeordnet ist und der dem Aufnehmen und Führen einer Zündnadel 24 dient. Die Zündnadel 24 weist eine Nadelstange 26, einen Nadelkopf 25 an dem dem Kopfende 12b des Zünderkörpers 12 zugewandten Ende der Nadelstange 26 und eine Anstechspitze 27 an dem dem Detonatorsystem 16 zugewandten Ende der Nadelstange 26 auf. Die Anstechspitze 17 dient dem Auslösen der Zündladung durch Einstechen in die Anstichöffnung 17 des Detonatorsystems 16. Der Nadelkopf 25 der Zündnadel 24 ist in diesem Ausführungsbeispiel breiter als die Nadelstange 26. Der Kanal 22 im Kopfabschnitt 12a des Zündkörpers 12 hat deshalb einen breiteren ersten Kanalabschnitt 22a zum Aufnehmen und Führen des Nadelkopfes 25 und einen schmaleren zweiten Kanalabschnitt 22b zum Aufnehmen und Führen der Nadelstange 26. Der erste und der zweite Kanalabschnitt 22a, 22b sind beide im Wesentlichen hohlzylindrisch geformt. Die Zündnadel 24 und der Kanal 22 sind jeweils im Wesentlichen koaxial zur Längsachse 18 ausgerichtet. Die Zündnadel 24 ist im Kanal entlang der Längsachse 18 bewegbar, sodass sie beim Aufschlagen des Aufschlagzünders 10 auf einen Zielkörper durch Druck auf den Nadelkopf 25 in Richtung zum Detonatorsystem 16 bewegt werden kann, damit die Anstechspitze 27 in die Anstichöffnung 17 des Detonatorsystems 16 einsticht, um die Zündladung auszulösen.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist der Kopfabschnitt 12a des Zünderkörpers 12 an seinem Kopfende 12b eine Zugangsöffnung 20 auf, durch die die Zündnadel 24 in den Kanal 22 des Zünderkörpers 12 eingefügt werden kann. Nach der Montage der Zündnadel 24 wird diese Zugangsöffnung 20 dann durch eine Abdeckplatte 21 verschlossen und abgedichtet.
Durch die Zugangsöffnung 20 wird außerdem ein Druckelement 28 in den Kanal 22 eingefügt. Das Druckelement 28 ist dann zwischen dem Nadelkopf 25 und der Abdeckplatte 21 im ersten Kanalabschnitt 22a angeordnet. Das Druckelement 28 ist dabei lose im ersten Kanalabschnitt 22a angeordnet, d.h. an keinem Element von Deckplatte 21 , Zünderkörper 12 und Nadelkopf 25 fixiert, sodass es innerhalb des ersten Kanalabschnitts 22a relativ zum Zünderkörper 12 und relativ zum Nadelkopf 25 der Zündnadel 24 kippen kann, wie durch die Bogenpfeile 29 in Fig. 1 angedeutet.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist das Druckelement 28 in Form einer Halbkugel ausgebildet. D.h. das Druckelement 28 hat eine der Deckplatte 21 zugewandte Vorderseite 28a, die im Wesentlichen plan ist, und eine dem Nadelkopf 25 zugewandte Rückseite 28b, die kuppelförmig, vorliegend sphärisch ist. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorderseite 28a des Druckelements 28 ebenfalls kuppelförmig, beispielsweise sphärisch ausgebildet sein, so dass das Druckelement 28 kugelförmig ist.
Die dem Druckelement 28 zugewandte Seite des Nadelkopfes 25 ist bevorzugt im Wesentlichen plan geformt. In Fig. 1 steht das Druckelement 28 in Kontakt zum Nadelkopf 25. Das Druckelement ist außerdem bevorzugt ein massives (d.h. nicht hohles) Formteil zum Beispiel aus Aluminium. Das Druckelement 28 ist im Wesentlichen koaxial zur Längsachse 18 angeordnet. Außerdem sind alle Durchmesser des Druckelements 28 in allen Ausrichtungen kleiner bemessen als die Breite des ersten Kanalabschnitts 22a im Kopfabschnitt 12a des Zünderkörpers 12.
Im Fall eines Aufschlagens des Aufschlagzünders 10 einigermaßen senkrecht auf einen Zielkörper, d.h. im Wesentlichen parallel zur Längsachse 18, wird das Kopfende 12b des Zünderkörpers 12 eingedrückt, sodass das Druckelement 21 mit seiner Rückseite 28b gegen den Nadelkopf 25 drückt. Als Folge davon wird die Zündnadel 24 in Richtung zum Detonatorsystem 16 bewegt und sticht letztlich die Anstechspitze 27 in die Anstichöffnung des Detonatorsystems 16, um die Zündladung im Detonatorsystem 16 auszulösen. Wie in Fig. 1 erkennbar, drückt das Druckelement 28 aufgrund seiner kuppelförmigen Rückseite 28b im zentralen Bereich der Längsachse 18 gegen den Nadelkopf 25, sodass die Druckwirkung geradlinig verläuft, wodurch die axiale Bewegung der Zündnadel 24 durch den Kanal 22 entlang der Längsachse 18 unterstützt wird.
Die Funktionalität des Aufschlagzünders 10 im Fall eines flachen Aufschlagens auf einen Zielkörper ist in Fig. 2 veranschaulicht. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion des Aufschlagzünders 10 ist insbesondere durch den Vergleich von Fig. 2 mit der eingangs beschriebenen Fig. 3 für einen herkömmlichen Aufschlagzünder ersichtlich.
Wie der Ablauf der Teilfiguren A, B, C, D von Fig. 2 veranschaulicht, wird der Kopfabschnitt 12a des Zünderkörpers 12 im Bereich des Kopfendes 12b ähnlich wie in Fig. 3 immer weiter verformt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Konstruktion bewirkt diese Verformung des Zünderkörpers 12 aber aufgrund des zusätzlichen Druckelements 28 kein Verkippen des Nadelkopfes 25 und damit kein Abknicken oder Verklemmen der Nadelstange 26, sodass die Zündnadel 24 funktionsfähig bleibt und die Zündladung im Detonatorsystem 16 anstechen kann.
Durch die Verformung des Zünderkörpers 12 wird das Druckelement 28 innerhalb des ersten Kanalabschnitts 22a so gekippt, dass seine plane Vorderseite 28a auf den Zielkörper ausgerichtet ist. Außerdem wird das Druckelement 28 durch das Aufschlagen im Laufe der Verformung des Zünderkörpers 12 etwas in Richtung Bodenabschnitt 12c des Zünderkörpers 12 bewegt. Da sich das Druckelement 28 aber lose im ersten Kanalabschnitt 22a befindet, bewirkt das Kippen des Druckelements 28 keine Verformung des ersten Kanalabschnitts 22 und insbesondere auch kein Kippen des Nadelkopfes 25 relativ zur Längsachse 18. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bleibt stattdessen diekuppelförmige Rückseite 28b des Druckelements 28 im Laufe der Verformung des Zünderkörpers 12 im zentralen Bereich der Längsachse 18 mit der planen Oberseite des Nadelkopfes 25 in Kontakt. Hierdurch drückt das Druckelement 28 im Laufe der Verformung des Zünderkörpers 12 immer im Wesentlichen zentral gegen den Nadelkopf 25 und im Wesentlichen geradlinig in Richtung entlang der Längsachse 18. Auf diese Weise wird die Zündnadel 24 entlang der Längsrichtung 18 durch den Kanal 22 in Richtung zum Detonatorsystem 16 bewegt, ohne in irgendeiner Form quer zur Längsachse 18 abzukippen.
Durch das zusätzliche Druckelement 28 im Zünderkörper 12 kann so die Aufschlagsensierung des Aufschlagzünders 10 auch bei einem flachen Aufschlagen auf einen Zielkörper verbessert bzw. aufrechterhalten werden. Die Funktionsfähigkeit des Aufschlagzünders und damit die Einsatzfähigkeit des Geschosses können so deutlich verbessert werden.
Bezugszeichenliste
10 Aufschlagzünder
12 Zünderkörper
12a Kopfabschnitt des Zünderkörpers
12b Kopfende des Zünderkörpers
12c Bodenabschnitt des Zünderkörpers
13 Flugrichtung
14 Befestigungsvorrichtung
15 Zündladungsraum
16 Detonatorsystem mit Zündladung
17 Anstichöffnung
18 Längsachse (definiert Axialrichtung)
20 Zugangsöffnung für Montage
21 Abdeckplatte
22 Kanal
22a erster Kanalabschnitt
22b zweiter Kanalabschnitt
24 Zündnadel
25 Nadelkopf
26 Nadelstange
27 Anstechspitze
28 Druckelement
28a Vorderseite des Druckelements
28b Rückseite des Druckelements
29 Kippmöglichkeit des Druckelements

Claims

Patentansprüche Aufschlagzünder (10) für ein Geschoss, aufweisend: einen Zünderkörper (12), der an einem Geschoss montiert werden kann, wobei der Zünderkörper (12) einen dem Geschoss abgewandten Kopfabschnitt (12a) mit einem Kopfende (12b), einen dem Geschoss zugewandten Bodenabschnitt (12c) und eine Längsachse (18) aufweist; ein Detonatorsystem mit Zündladung (16) im Bodenabschnitt (12c) des Zünderkörpers (12); und eine Zündnadel (24) im Kopfabschnitt (12a) des Zünderkörpers (12), wobei die Zündnadel (24) eine Nadelstange (26), einen Nadelkopf (25) an einem dem Kopfende (12b) des Zünderkörpers (12) zugewandten Ende der Nadelstange (26) und eine Anstechspitze (27) an einem dem Detonatorsystem (16) zugewandten Ende der Nadelstange (26) aufweist, wobei die Zündnadel (24) bei einem Aufschlagen des Aufschlagzünders (10) auf einen Zielkörper in Richtung zum Detonatorsystem (16) bewegbar ist, damit die Anstechspitze (27) der Zündnadel (24) die Zündladung im Detonatorsystem (16) ansticht, gekennzeichnet durch ein Druckelement (28), das im Kopfabschnitt (12a) des Zünderkörpers (12) zwischen dem Kopfende (12b) des Zünderkörpers (12) und dem Nadelkopf (25) der Zündnadel (24) lose angeordnet ist, wobei das Druckelement (28) derart ausgestaltet und im Kopfabschnitt (12a) des Zünderkörpers (12) angeordnet ist, dass es relativ zum Zünderkörper (12) und relativ zum Nadelkopf (25) der Zündnadel (24) kippen kann, sodass es bei einer Verformung des Kopfabschnitts (12a) des Zünderkörpers (12) beim Aufschlagen auf einen Zielkörper auf den Nadelkopf (25) der Zündnadel drücken kann, ohne den Nadelkopf relativ zur Längsachse (18) des Zünderkörpers (12) zu kippen. Aufschlagzünder (10) nach Anspruch 1, bei welchem das Druckelement (28) eine der Zündnadel (24) zugewandte Rückseite (28b) aufweist, die kuppelförmig ausgestaltet ist. Aufschlagzünder (10) nach Anspruch 2, bei welchem eine dem Druckelement (28) zugewandte Seite des Nadelkopfes (25) der Zündnadel (24) plan geformt ist. Aufschlagzünder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Druckelement (28) eine dem Kopfende (12b) des Zünderkörpers (12) zugewandte Vorderseite (28b) aufweist, die plan oder kuppelförmig ausgestaltet ist. Aufschlagzünder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Druckelement (28) einen massiven Formkörper aus einem metallischen Material hat. Aufschlagzünder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Zünderkörper (12) in seinem Kopfabschnitt (12a) einen Kanal (22) aufweist, in dem die Zündnadel (24) angeordnet und geführt ist und in dem sich auch das Druckelement (28) befindet. Aufschlagzünder (10) nach Anspruch 6, bei welchem die Nadelstange (26) eine geringere Breite als der Nadelkopf (25) der Zündnadel (24) aufweist, und der Kanal (22) einen ersten Kanalabschnitt (22a) zum Führen des Nadelkopfes (25) und des Druckelements (28) und einen zweiten Kanalabschnitt (22b) zum Führen der Nadelstange (26) aufweist, wobei der zweite Kanalabschnitt (22b) schmaler als der erste Kanalabschnitt (22a) ist. Aufschlagzünder (10) nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem die Zündnadel (24) und der Kanal (22) koaxial zur zentralen Längsachse (18) des Zünderkörpers (12) verlaufen. Aufschlagzünder (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei welchem das Druckelement (28) so ausgestaltet ist, dass die Durchmesser des Druckelements (28) in allen Richtungen kleiner als die Breite des Kanals (22) sind. Aufschlagzünder (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Zünderkörper (12) an seinem Kopfende (12b) eine Zugangsöffnung (20) zum - 14 -
Montieren der Zündnadel (24) aufweist, wobei die Zugangsöffnung durch eine Abdeckplatte (21) geschlossen ist, und wobei das Druckelement (28) lose zwischen der Abdeckplatte (21) und dem Nadelkopf (25) der Zündnadel (24) angeordnet ist.
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