AT407573B

AT407573B - Zündnadel für geschosszünder

Info

Publication number: AT407573B
Application number: AT0138599A
Authority: AT
Inventors: Karlheinz Roosmann
Original assignee: Rheinmetall W & M Gmbh
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2001-04-25
Also published as: ES2170614A1; DE19848356A1; ATA138599A; CH693390A5; DE19848356C2; ES2170614B2; US6279480B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündnadel zum mechanischen Zünden eines Geschosszünders nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zünder bzw. Geschosszünder haben die Aufgabe, einen Gefechtskopf oder eine Sprengladung im Ziel bzw. zu einem gewünschten Zeitpunkt zu zünden. Mechanische Zündmechanismen weisen dazu als sogenanntes Schaltglied eine Anstich- bzw. Zündnadel auf.

Eine Zündnadel ist in der DE-38 35 888 A1 offenbart. Die Zündnadel ist dabei in einem mechanischen Bodenzünder integriert. Durch Stossenergie beim Zielaufprall eines vor dem Boden- zünder befindlichen Geschosses mit Hohlladung wird die Zündnadel gegen die Kraft einer Zünd- nadelfeder in bekannter Art und Weise nach vorne in eine Detonatorladung beschleunigt, wodurch die Zündung der Detonatorladung ausgelöst wird. Nachteilig ist, dass die mechanischen Boden- aufschlagzünder nur in Geschossen geringer Auftreffgeschwindigkeit und damit kürzerer Reich- weite eingesetzt werden können, da die Reaktionszeit der Zündnadel beim Aufprall des Geschosses zur Zündung der Hohlladung zu gross ist.

Ein Einsatz eines mechanischen Zünders als Bodenzünder in Hohlladungsgeschossen und damit einer höheren Mündungs- und Fluggeschwin- digkeit ist daher nicht möglich. Bei solchen Hochleistungsgeschossen mit einer sehr kurzen Ansprechzeit der Zündung wird daher ein elektrischer Bodenzünder verwendet. Dieser ist jedoch gegenüber einem mechanischen Bodenzünder aufwendiger und teurer.

In der EP 0 229 302 A1 wird ein Trägheitskörper in einem gattungsgemässen Bodenzünder eines Drallgeschosses offenbart. Zur Erhöhung der Aufschlagkraft auf eine Zündnadel an einer Hammerhülse ist der Trägheitskörper segmentiert. Unter Ausnutzung des Dralls bewegen diese sich in radialer Richtung, um dabei in axialer Richtung auf die Hammerhülse einzuwirken. Die Ansprechzeit zur Zündung ist jedoch hoch.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen mechanischen Zünder darzustellen, der auch bei Geschossen mit höherer Auftreffgeschwindigkeit und damit kürzeren Ansprechzeiten ver- wendet werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 enthaltenen Merkmale.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, durch eine Teilung der Zündnadel des mechanischen Zünders und einer zwischen diesen Teilen befindlichen mechanischen Übersetzung die Reaktions- zeit zwischen Aufprall und Zündung deutlich zu reduzieren, so dass auch bei höheren Geschwin- digkeiten die Zeit vom Auftreffen des Geschosses bis zur Zündung ausreichend ist. Die geteilte Zündnadel besteht vorzugsweise aus zwei Teilen, die beispielsweise durch Kugeln, vorzugsweise 3, voneinander beabstandet und miteinander mechanisch wirkend verbunden sind.

Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Anhand eines Ausführungsbeispieles mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:
Figur 1 Ein Granatgeschoss in Längsschnitt mit oberem Wirkteil und erfindungsgemässer
Zündnadel;
Figur 2a Eine vergrösserte Darstellung der Zündnadel aus Figur 1 in Sicherungsposition;
Figur 2b Eine weitere Darstellung der Zündnadel aus Figur 1 in Zündposition.

In Figur 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein Granatgeschoss, z. B. im Kaliber 40 mm bezeichnet, das heckseitig in einer Treibladungshülse 11 befestigt ist. Das Granatgeschoss 10 ist dreiteilig aufgebaut und weist vorne eine besonders ausgebildete Stand-Off-Haube 12, im mittleren Bereich eine napfförmige Geschosshülle 13 und rückseitig ein Zündergehäuse 14 auf, das die erfindungs- gemässe Zündnadel 20 beinhaltet.

Zur Beschleunigung des Granatgeschosses 10 ist zentral im Boden der Treibladungshülse 11 eine Ausnehmung 15 zur Aufnahme von Treibladungspulver 16 vorgesehen.

Das Geschossvorderteil als Wirkteil weist neben der vorfragmentierten Geschosshülle 13 eine Sprengstoffladung 17, eine Hohlladungseinlage 18 und die vordere Haube 12 auf. Zur Erhöhung der Wirkung im Ziel ist die Hohlladungseinlage 18 in vorteilhafter Weise trompetenförmig ausge- bildet, d. h. im Bereich der zentralen Kegelspitze 19 ist der Öffnungswinkel klein, der nach vorne hin dann stetig grösser ausgebildet ist. Zur Gewährleistung eines Mindestabstandes (Stand-Off) der Hohlladungseinlage 18 von einer zielseitigen Panzerplatte (nicht dargestellt) und zur sicheren Abstützung der Hohlladungseinlage 18 und der Sprengladung 17 weist auch die Haube 12 zumindest innen eine besondere abgestufte Form auf.

Dadurch kann eine Deformation der Haube
12 nur im vorderen kugelkalottenförmigen Teil auftreten, so dass durch den formbeständigen

hinteren im wesentlichen zylindrischen Teil der Haube 12 immer der Mindestzündabstand zur optimalen Strahlausbildung der Hohlladungsemlage 18 gegeben ist.

Im hinteren Zündergehäuse 14 ist die erfindungsgemässe Zündnadel 20 untergebracht, die anhand der nachfolgenden Figuren 2a und 2b ausführlich beschrieben und erläutert wird
Die erfindungsgemässe Zündnadel 20 besteht vorzugsweise aus einem vorderen Zündnadelteil 20. 1 und einem davon getrennten hinteren Zündnadelteil 20.2, wobei beide Zündnadeltelle 20.1 ; 20. 2 in einem Zündnadelgehäuse 21 mit Bohrung 22 mechanisch gehalten und in diesem geführt werden. Beide Zündnadelteile 20. 1, 20. 2 sind vorzugsweise zylinderförmig und durch mechanische Mittel 24, beispielsweise Kugeln, im Zündnadelgehäuse 21 zueinander beabstandet. Das vordere Zündnadelteil 20. 1 weist neben einer Zündnadelspitze 20. 11 einen Führungsbereich 20. 12 auf, an dem sich ein Sockelbereich 20. 13 anschliesst.

Um den Führungsbereich 20. 12 ist eine Zündnadel- feder 23 angebracht, die einerseits auf den Sockelbereich 20. 13 an den Bund des Sockelbereiches 20. 13 anliegt und andererseits von einem Vorsprung 21. 1 des Zündnadelgehäuses 21 gehalten wird. In den Sockelbereich 20. 13 sind 3 Schrägen eingebracht, die in der Verlängerung einen Spitzenwinkel # bilden. An diesen Schrägen liegen vorzugsweise 3 Kugeln 24 an, die gleichmässig zueinander verteilt zwischen den Zündnadelteilen 20. 1 und 20. 2. angeordnet sind. Das hintere Zündnadelteil 20.2 weist vorzugsweise einen grösseren Aussendurchmesser als das vordere Zünd- nadelteil 20. 1 auf.

Bedingt durch die neuartige Gestaltung der Zündnadel 20 weist die Bohrung 22 im Bereich zwischen dem hinteren Zündnadelteil 20. 2 und dem vorderen Zündnadelteil 20. 1, d. h. in dem Bereich, in dem die Kugeln 24 angeordnet sind, vorzugsweise mittig im Zündnadelgehäuse 21, eine einen Gehäusewinkel a einschliessende gleichmässige trichterförmige Verjüngung 21. 2 im Zündnadelgehäuse 21 auf. Die Länge der gleichfalls 3 Schrägen der Verjüngung 21. 2 ist dabei abhängig von der Länge der 3 Schrägen des Kegelstumpfes des Sockelbereiches 20. 13 der vorderen Zündnadel 20.

Claims

1. Eine weitere Querschnittsverengung der Bohrung 22 befindet sich im Bereich der Zündnadelspitze 20. 11, wodurch der notwendige Vorsprung 21. 1 im Zündnadel- gehäuse 21 definiert wird, gegen den die Zündnadelfeder 23 gedrückt wird. Beim Aufprall des Granatgeschosses 10 auf das gewünschte Ziel wird durch die Trägheitskraft das hintere Zündnadelteil 20.

2 gegen die Kugeln 24 gedrückt, die sich dann mit dem hinteren Zündnadelteil 20. 2 in Richtung vorderes Zündnadelteil 20. 1 bewegen (siehe Fig. 2b). Die Kugeln 24 laufen dabei an der Schräge der Verjüngung 21.2 entlang und drücken den Sockelteil 20. 13 entlang der 3 Schrägen und damit den vorderen Zündnadelteil 20. 1 gegen die Kraft der Zündnadel- feder 23 heraus. Durch die Kugeln 24 erfolgt eine mechanische Übersetzung, wodurch die Zündungs- bzw. Reaktionszeit der Zündnadel 20 beeinflusst wird. Das vordere Zündnadelteil 20. 1 mit Zündnadelspitze wird dabei beschleunigt und in eine Detonatorladung (nicht dargestellt) in bekannter Art und Weise gedrückt. Die Zündnadelspitze löst dabei die Zündung der Detonator- ladung aus. Die Bildung eines ungestörten Hochladungsstrahls und eine optimale Splitterwirkung erfolgt in bekannter Art und Weise. Dabei wird die Sprengstoffladung 17 angezündet, wodurch diese die Kupferteilchen der Hohlladungseinlage 18 beschleunigt. Diese bauen in bekannter Art und Weise einen sogenannten Hohlladungsstachel auf, der in das Ziel eindringt und damit den Durchschlag bewirkt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei der Wahl der Winkel a = # = 90 ein Übersetzungs- verhältnis von 1 zu 1,58 erreicht wird, wodurch eine sichere und schnelle Zündung gewährleistet wird. D. h. bei einem 1 mm Verstellweg des hinteren Zündnadelteils 20. 2 wird das vordere Zünd- nadelteil 20.1 in derselben Reaktionszeit um 1,58 mm bewegt. Es ist aber auch möglich, die Winkel a und # in einem Winkelbereich zwischen 80 bzw. 120 zu gestalten, wobei zu beachten ist, dass ein grösserer Winkel (grösser 90 ) eine grössere Übersetzung und ein flacher Winkel (kleiner 90 ) eine kleine Übersetzung bewirken. Kleine Übersetzungen haben den Vorteil, dass eine sichere Zündung gewährleistet wird, jedoch liegt der Nachteil in einer längeren Reaktionszeit, umgekehrt gilt dies für grosse Übersetzungen. Mit der erfindungsgemässen Zündnadel 20 ist es möglich, mechanische Bodenzünder in schnel- leren und damit weiterreichenden Hohlladungs-Granatgeschossen 10 zu verwenden. Im Rahmen des erfinderischen Gedankens sind auch Änderungen möglich. So kann die Zündnadel 20 drei- und mehrgeteilt sein, wenn eine noch schnellere Reaktionszeit notwendig ist. Dementsprechend sind dann weitere Kugeln 24 notwendig, die zwischen den einzelnen Zünd- nadelteilen angeordnet werden. Auch kann die geteilte Zündnadel 20 direkt ohne Zündnadel- <Desc/Clms Page number 3> gehäuse 21 im Geschosszünder integriert sein. Die Zündnadelteile 20. 1 und 20. 2 können auch mehreckig sein. Das Zündnadelgehäuse 21 weist dann keine Bohrung auf, sondern eine den Zündnadelteilen 20. 1 und 20. 2 angepasste Innenform. Bezugszeichenliste EMI3.1 <tb> 10 <SEP> Granatgeschoss <tb> <tb> <tb> 11 <SEP> Treibladungshülse <tb> <tb> <tb> 12 <SEP> Haube <tb> <tb> <tb> 13 <SEP> Geschosshülle <tb> <tb> <tb> <tb> 14 <SEP> Zündergehäuse <tb> <tb> <tb> <tb> 15 <SEP> Ausnehmung <tb> <tb> <tb> <tb> 16 <SEP> Treibladungspulver <tb> <tb> <tb> 17 <SEP> Sprengstoffladung <tb> <tb> <tb> <tb> 18 <SEP> Hohlladungseinlage <tb> <tb> <tb> <tb> 19 <SEP> Kegelspitze <tb> <tb> <tb> 20 <SEP> Zündnadel <tb> <tb> <tb> <tb> 20 <SEP> 1 <SEP> vorderes <SEP> Zündnadelteil <tb> <tb> <tb> <tb> 20. <SEP> 11 <SEP> Zündnadelspitze <tb> <tb> <tb> 2012 <SEP> Führungsbereich <tb> <tb> <tb> <tb> 20. <SEP> 13 <SEP> Sockelbereich <tb> <tb> <tb> 20. <SEP> 2 <SEP> hinteres <SEP> Zündnadelteil <tb> <tb> <tb> <tb> 21 <SEP> Zündnadelgehäuse <tb> <tb> <tb> <tb> 21. <SEP> 1 <SEP> Vorsprung <tb> <tb> <tb> <tb> 21. <SEP> 2 <SEP> Verjüngung <tb> <tb> <tb> 22 <SEP> Bohrung <tb> <tb> <tb> 23 <SEP> Zündnadelfeder <tb> <tb> <tb> <tb> 24 <SEP> mechanische <SEP> Mittel <tb> PATENTANSPRÜCHE: 1. Zündnadel zum mechanischen Zünden eines Geschosszünders, der im Bodenbereich eines Geschosses angeordnet ist, die mehrteilig ist und in einem Zündnadelgehäuse mechanisch geführt wird, wobei ein vorderes Zündnadelteil einen kleineren Aussendurch- messer als ein hinteres Zündnadelteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen beiden Zündnadelteilen (20. 1; 20. 2) mechanische Mittel (24) angeordnet sind, wodurch die Zündnadelteile (20. 1, 20. 2) mechanisch voneinander getrennt und beabstanden werden, die mechanischen Mittel (24) an Schrägen einer trichterförmigen Verjüngung (21. 2) des Zündnadelgehäuses (21) anliegen, wodurch beim Aufprall des Geschosses (10) das hin- tere Zündnadelteil (20.2) die mechanischen Mittel (24) an den Schrägen der Verjüngung entlang bewegt, so dass das vordere Zündnadelteil (20.1)gegen eine Kraft einer Zünd- nadelfeder (23) am vorderen Zündnadelteil (20.1) schneller bewegt wird, als das hintere Zündnadelteil (20. 2). 2. Zündnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zündnadelgehäuse (21) eine Bohrung (22) aufweist, die Zündnadelteile (20.1; 20.2) eine zylindrische Form besitzen, in die Bohrung (22) die trichterförmige Verjüngung (21. 2) eingebracht ist, wobei die Schrägen der Verjüngung (21. 1) einen Gehäusewinkel (a) einschliessen, die Bohrung (22) im Bereich des vorderen Zündnadelteils (20.1) eine weitere Querschnittsverengung besitzt, wodurch im Zündnadelgehäuse (21) ein Vorsprung gebildet wird, auf dem sich die Zündnadelfeder (23) nach vorne hin abstützt.

3. Zündnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Zündnadelteil (20.1) an seinem vorderen Ende eine Zündnadelspitze (20.11) besitzt sowie am hinteren Ende Schrägen mit einem gedachten Spitzenwinkel (#), wobei die mechanischen Mittel (24) Kugeln sind, die zwischen den Zündnadelteilen (20.1; 20. 2) an diesen Schrägen <Desc/Clms Page number 4> anliegen.

4. Zündnadel nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusewinkel (a) sowie der Spitzenwinkel (#) einen Winkel- bereich von 80 bis 120 besitzen.

5. Zündnadel nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehausewinkel (a) sowie der Spitzenwinkel (#) einen Winkel von 90 aufweisen.

6. Zündnadel nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geteilte Zündnadel (20) drei- oder mehrteilig ausgeführt ist.