Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung für einen Drallgeschoss-Zünder mit einem fliehkraftabhängig verlagerbaren, federbelasteten Bolzen.

Eine derartige Sicherungseinrichtung ist aus der DE 41 19 337 A1 zur Gewährleistung auch des zweiten, vom Drall im Freiflug nach dem Abschuss des Geschosses abhängigen Entsicherungskriteriums bekannt. Diese Sicherungseinrichtung weist einen parallel zur Längs- und Rotationsachse des koaxial mit einem Zünder bestückten Drallgeschosses eingebauten Bolzen auf. Der ist wegen seiner Einbaugegebenheiten nicht nur aufgrund der Abschussbeschleunigung gegen eine Rückstell-Federkraft axial, sondern außerdem aufgrund der Zentrifugalkraft des Geschoss-Dralles geneigt gegenüber der Bolzenachse verlagerbar. Bei unzureichend auftretender Zentrifugalkraft nach Abklingen der Abschussbeschleunigung wird der Bolzen nicht bis in eine Entsicherungs-Arretierstellung verschwenkt, sondern unter der Einwirkung der Feder über Rampen in seine achsparallele Orientierung zurückgelenkt und in die Sicherungsstellung zurück verschoben, in der er einen zuvor mechanisch freigegebenen Entsicherungsrotor wieder blockiert. Dadurch wird das Geschoss zum scharfen Blindgänger, was aber in Hinblick auf etwaige Kollateralschäden vermieden werden sollte. Von Nachteil ist außerdem, dass sich ein derartig verschieb- und verschwenkbarer Sicherungsbolzen allenfalls schlecht in eine zeitgemäße Inline-Zündeinrichtung mit etwa über einen EFI-Detonator elektrisch zu initiierendem Sekundärsprengstoff integrieren lässt.

Eine derartige Sicherungseinrichtung ist auch aus der US 2 903 534 A bekannt. Bei Überschreiten eines Schwellwerts in Bezug auf die Zentrifugalkraft kommt es durch die Bewegung eines Bolzens radial nach außen zum irreversiblen Aufbrechen einer Lötstelle und dadurch zur Aufhebung eines Kurzschlusses einer Zündpille.

Die US 3 381 613 A offenbart eine Sicherungseinrichtung für einen Zünder, bei welcher bei Vorliegen ausreichend hoher Zentrifugalkraft zwei einen Schieber arretierenden Gewichte diesen freigeben, wodurch der Kurzschluss eines elektrischen Detonators aufgehoben wird.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, eine Sicherungseinrichtung gattungsgemäßer Art für einen elektrischen Inline-Zündkreis auszulegen und dabei möglichst eine funktionale Optimierung dahingehend zu eröffnen, dass nur vorübergehend auftretende Querbeschleunigungen noch nicht zur Blockade eines danach erst drallabhängig fälligen Entsicherungsvorganges führen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen wesentlichen Merkmale erfüllt. Jeder dieser wenigstens zwei Bolzen ist unter elektrisch leitender (ohmscher) Überbrückung zweier in einem elektrischen Stromkreis liegender Kontakte quer zur Zünderachse orientiert. Solche Kurzschluss-Bolzen sind nach dem Abschuss unter dem Einfluss der drallabhängigen Zentrifugal- oder Fliehkraft gegen eine Rückstellfeder so weit (nämlich in ihre Entsicherungsstellung) axial verlagerbar, dass die Kontaktüberbrückung schließlich aufgehoben, der Sicherungsstromkreis also geöffnet wird. Nur kurzzeitig auftretende Querbeschleunigungen dagegen führen noch nicht zu einer hinreichenden Verlagerung für eine dauerhafte Freischaltung, sondern der federbelastete Bolzen wird sogleich wieder in seine, weiterhin funktionstüchtig bleibende, Sicherungsstellung mit dem weiterhin bzw. wiederum anstehenden elektrischen Kurzschluss über sein Kontaktpaar zurückgeschoben.

Diese Sicherungseinrichtung stellt somit einen Sensor dar, der auf die Unterbrechung eines Stromkreises als dem Entsicherungskriterium anspricht und insofern schaltungstechnisch problemlos in die logischen Verknüpfungen des Zündstromkreises eingebunden werden kann. Das Abklingen von nur kurzzeitig auftretenden Querbeschleunigungen führt infolge der Federbelastung zum Rückführen des Bolzens in seine Sicherungsstellung unter Aufrechterhalten oder Wiederherstellen der elektrisch leitenden Überbrückung des Kontaktpaares; bis eine länger anstehende drallbedingte Zentrifugalkraft zu endgültiger Verlagerung des Bolzens aus seiner Kurzschlussstellung heraus und mit der endgültigen Stromunterbrechung zu sensorischem Ansprechen auf das eingetretene Entsicherungskriterium führt.

Dadurch ist diese Sicherungseinrichtung unempfindlich beispielsweise gegen bei Falltests aus Querlagen heraus vorübergehend auftretende Querbeschleunigungen; und auch gegen die enormen aber nur kurzzeitig anstehenden Querkräfte beim Einsatz eines automatischen Waffenladers, womit diesbezüglich sogar die so genannte Flickramming-Sicherheit gewährleistet ist.

Damit der Bolzen sich nicht zu rasch aus seiner Kurzschlussstellung in die radial außen gelegen, geöffneten Entsicherungsstellung verlagern kann, ist mit der Wirkung eines mechanischen Tiefpasses eine konstruktive Hemmung zweckmäßig. Die kann fertigungstechnisch relativ einfach und deshalb kostengünstig und funktionszuverlässig dadurch realisiert werden, dass für die lineare Bolzenbewegung eine schraubenförmige Führung ausgebildet wird, etwa als Nut in einer hohlzylindrischen Innenwandung, in die eine radial vorspringende Nase vom Bolzen eingreift.

Da sich der Bolzen konstruktionsbedingt nur nach außen, also radial von der Zünderachse fort verlagern kann, führt es zu einer weiteren Steigerung der Funktionszuverlässigkeit, (wenigstens) zwei derartige Bolzen-Kontaktpaare apparativ einander diametral gegenüberliegend anzuordnen und elektrisch parallel zu schalten. Denn bei einer etwa test- oder handhabungsbedingt nur einseitigen Stoßbeanspruchung wird dann allenfalls einer beider Bolzen (vorübergehend) nach außen verlagert; der gegenüberliegende Bolzen verbleibt gegen einen konstruktiven Anschlag in seiner Ruheposition und hält sein dem anderen parallel geschaltetes Kontaktpaar stationär überbrückt, so dass eine Entsicherung und Zündkreisfreigabe noch zuverlässig unterbunden bleibt. Erst dann wenn, da fliehkraftbedingt, sich beide Bolzen gleichzeitig so weit radial nach außen verlagert haben, dass ihre einander elektrisch parallel geschalteten Kontaktpaare beide geöffnet sind, ist der Stromkreis über die Kontaktpaare tatsächlich unterbrochen und damit das elektrische Entsicherungskriterium gegeben.

Um herstellungsaufwändige und angesichts der außerordentlich hoch auftretenden Beschleunigungskräfte beim Abschuss der Munition funktionskritische Verdrahtungen zu vermeiden, sind vorteilhafterweise für den Sensor- oder Sicherungsstromkreis gegeneinander unter Isolierung axial versetzte mindestens halbringförmige Leiter vorgesehen, die jeweils zur Lagerung eines Bolzens ein radiales, beide Ringe anschneidendes, von der Zünderachse fort geöffnetes Sackloch aufweisen. Das ist zweckmäßigerweise als Durchgangsbohrung ausgeführt, die dann aber zur Zünderachse hin durch einen lokalen Deckel oder umlaufenden Ring verschlossen ist. Gegenüberliegend ist in der Einbauumgebung, also beispielsweise direkt in der Zünderwandung eine Freisparung zur Aufnahme des aus seiner Kontaktstellung herausbewegten Bolzens ausgebildet. Hier ist auch die Druckfeder, etwa eine Schraubenfeder, gegengelagert, wenn nicht der Rückstellfederkraft etwa durch einen gummibandartig über alle Bolzenpositionen peripher umlaufenden radialelastischen Ring ausgeübt wird. Der in die Zünderinnenwandung eingebrachte Hohlraum sollte zweckmäßigerweise quer zur Drallachse so tief ausgelegt sein, dass der zugeordnete Bolzen auch gegen den Federdruck zentrifugalbedingt ganz aus seinem Sackloch herausgleiten kann und dann dort gänzlich aufgenommen wird, weil er aus dieser Position heraus, mangels Längsführung außerhalb des Sackloches, von der Feder nicht wieder in das Sackloch zurückführbar ist.

Zusätzliche Weiterbildungen und Alternativen zur erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch hinsichtlich deren Vorteilen, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung auf das Funktionswesentliche beschränkt und nicht ganz maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispieles zur Erfindung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1

im Axialquerschnitt durch eine Zünder-Ogive die stationären Positionen zweier einander diametral gegenüber angeordneter Kurzschluss-Bolzen in ihren Führungen nach der erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung,

Fig. 2

in Schrägansicht einen Aufbau einer derartigen Sicherungseinrichtung selbst und

Fig. 3

im Ausschnitt eine Wendelkurvenführung für ein verlangsamtes Längsverlagern des Kurzschluss-Bolzens aus seiner Sicherungsstellung heraus.

Die Querschnittsdarstellung einer Sicherungseinrichtung 11 nach Fig.1 veranschaulicht deren koaxialen Einbau in den konisch sich verjüngenden Bereich eines Zünders 12 für drallstabilisierte Munition. Zwei zur Flug- und Drall-Achse 13, die auch die Längs- oder System-Achse 13 des Projektils mit seinem Zünder 12 ist, konzentrisch über- oder wie dargestellt ineinander liegende Ringe14, 15 können aus Kunststoff bestehen und wenigstens über einen Halbkreis hinweg elektrisch leitend beschichtet sein; es sind wegen der wesentlich höheren mechanischen Belastbarkeit aber vorzugsweise radial unter Zwischenlage eines lsolierstreifens gegeneinander isolierte, gemäß Fig.2 über einen Halbkreis oder gemäß Fig.1 und Fig.3 ganz umlaufende, massive metallene Ringe 14, 15, die aus elektrisch leitendem Material wie Kupfer oder Aluminium realisiert sind.

Ein bezüglich dieser System-Achse 13 radial gerichtetes Sackloch 16 dient der Aufnahme und hohlzylindrischen Längsführung eines Bolzens 17. Der ist seinerseits axial zwischen einer zentripetal wirkenden Feder 18 und dem Sackloch-Boden 19 eingespannt. Fertigungstechnisch ist es einfacher, durch die Ringe 14, 15 hindurch eine radiale Bohrung einzubringen und diese durch einen Deckel 20 oder einen gleich ganz umlaufenden Reifen 21 zur Achse 13 hin zu verschließen. Denn der Reifen 21 würde dann auch weitere Durchgangsbohrungen zu Sacklöchern 16 für die Aufnahme von Bolzen 17 verschließen, wie in der Zeichnung für eine weitere Position diametral gegenüber veranschaulicht

Beim Sackloch 16 werden die zueinander parallelen, an sich gegeneinander isolierten Ringe 14 und 15 beide gleichzeitig vom Bolzen 17 kontaktiert. Der Bolzen 17 kann elektrisch leitend beschichtet sein; bevorzugt besteht der Bolzen 17 jedoch massiv aus elektrisch leitendem Material. Die beiden Ringe 14, 15 stellen so hier ein Kontaktpaar 22-23 dar, das vom in seiner stationären Ruhestellung im Sackloch 16 dazwischen hinein ragenden Bolzen 17 ohmsch überbrückt, also kurzgeschlossen wird. Die beiden einander in einer Querschnittsebene diametral gegenüberliegenden Kontaktpaare 22-23 / 22-23 sind einander über die elektrisch leitenden, wenigstens halb umlaufenden Ringe 14, 15 elektrisch parallel geschaltet.

Die Einwirkung einer entsprechend orientierten Querkraft-Komponente führt nur beim entsprechend orientierten der Bolzen 17 zu seiner Bewegung gegen die Kraft der Rückstellfeder 18 aus der Ruhestellung des Endanschlags gegen den Sackloch-Boden 19 (vor dem Deckel 20) aus dem Sackloch heraus; der diametral gegenüberlegende Bolzen 17 wird in seiner hohlzylindrischen Längsführung in gleicher resultierender Richtung beschleunigt und verbleibt deshalb in seiner gegen den Sackloch-Boden 19 abgestützten Sicherungs-Ruhestellung.

Der Kurzschluss über eines der Kontaktpaare 22-23, so zwischen den beiden Ringen 14 - 15, bleibt dadurch in jenem gegenüberliegenden16 Sackloch bestehen, wenn nur der andere Bolzen 17 sich radial nach außen bewegt hat. Da also hierdurch nur eines der beiden einander parallel geschalteten Kontaktpaare 22-23 geöffnet wird, das andere aber überbrückt bleibt, öffnet der Sicherungsstromkreis 24, in dem die beiden Kontaktpaare 22-23 schaltungstechnisch zueinander parallel liegen, dadurch noch nicht. Wenn die auf den anderen Bolzen 17 in seiner Längsrichtung einwirkende Kraftkomponente wieder, verschwindet, wird dieser Bolzen 17 von seiner Feder 18 wieder gegen den Sackloch-Boden 19 in auch seine Sicherungs-Ruhestellung rückgeführt, in der auch sein Kontaktpaar 22-23 wieder überbrückt ist.

Wenn dagegen im Freiflug der Munition eine drallbedingte Zentrifugalkraft beide Bolzen 17 aus ihren Anlagen im jeweiligen Sackloch 16 heraus axial (bezüglich der Drall-Achse 13 radial) nach außen verlagert, öffnen schließlich beide Kontaktpaare 22-23, und der Sicherungsstromkreis 24 ist unterbrochen. Das kann von einer Prüfschaltung 25 sensiert werden, die nun ein Freiflug-Entsicherungssignal 26 an den Zündschaltkreis 27 liefert.

Zweckmäßigerweise gleiten die Bolzen 17 zentrifugalbedingt alle ganz aus ihren Sacklöchern 16 heraus und jeweils gänzlich in einen konzentrisch sich anschließenden Hohlraum 28 hinein, der in die Innenmantelfläche der Zünder-Wandung 29 eingearbeitet ist und gegen dessen Grund die Rückstell-Feder 18 sich abstützt. Weil hier im Hohlraum 28 die Längsführung des Sackloches 16 fehlt, kann die Feder 18 den Bolzen 17 nach Abklingen der Zentrifugalkraft nicht wieder in das Sackloch 16 hinein zu seinem Kontaktpaar 22-23 zurückschieben. Der Bolzen 16 bleibt also zuverlässig und störungsfrei in seinem Hohlraum 28 aufgenommen und der Zünder 12 dadurch entsichert, wenn dieses Kriterium erst einmal aufgetreten ist - ein Rückfall in die Sicherungsstellung ist so schon mechanisch zuverlässig unterbunden, lässt sich aber zusätzlich auch etwa noch durch monostabiles Schaltverhalten der Prüfschaltung 25 gewährleisten.

Bei nur vorübergehend auftretender Querbeschleunigung soll wie schon erwähnt der Bolzen 17 von der Rückstell-Feder 18 in seine Kurzschlussstellung zurückgeführt werden, also sein Sackloch 16 noch nicht verlassen haben. Die entgegenwirkende Feder 18 bewirkt je nach ihrer Federkonstante wegabhängig, dass ein Bolzen 17 sich nicht unter Einfluss einer nur vorübergehend auf die System-Achse 13 einwirkenden Querkraft zu schnell aus seinem Sackloch 16 heraus bewegt. Diese Drosselung der Bolzenverlagerung wird zweckmäßigerweise gemäß Fig.3 durch eine mechanische Führung längs einer Wendelkurve 30 wegunabhängig verstärkt. Die ist wie dargestellt in die hohlzylindrische Innenmantelfläche des Sackloches 16 eingestochen. Von der Außenmantelfläche des Bolzens 16 steht zu dessen Führung eine in die Wendelkurve 30 eingreifende Nase 32 radial vor. Über diese Schraubengangführung wird der Längsbewegung des Bolzens 17 eine Drehbewegung überlagert und die Längsbewegung aus dem Sackloch 16 heraus entsprechend verzögert. Dadurch kann der Bolzen 17 bei nicht zu lang anstehender Querbeschleunigung dann von seiner Feder 18 wieder in die Kurzschlussposition im Sackloch 16 zurückgeschoben werden, so dass die Sicherungsfunktion bis zum Auftreten von Zentrifugalkräften voll funktionstüchtig erhalten bleibt.

Eine insbesondere für einen elektrischen Zündschaltkreis 27 ausgelegte Sicherungseinrichtung 11 spricht also zuverlässig noch nicht auf bloß einseitige Querbeanspruchungen, sondern erst auf infolge Freiflugdralles anstehende Zentrifugalkräfte an, indem erfindungsgemäß zwei über Ringbögen einander elektrisch parallel geschaltete, einander diametral gegenüber ausgebildete Kontaktpaare 22-23, 22-23 beide gleichzeitig nicht mehr von Bolzen 17, 17 elektrisch leitend überbrückt sind, weil nur zentrifugalbedingt beide Bolzen 17, 17 gleichzeitig in ihren quer zur Rotationsachse 13 orientierten Sacklöchern 16, 16 aus ihren Kurzschluss-Sicherungsstellungen heraus radial nach außen verlagert werden.

11

Sicherungseinrichtung

12

Zünder (mit 11)

13

Achse (von 11, 12, 14, 15)

14

Ring

15

Ring

16

Sackloch (durch 14, 15)

17

Bolzen (in 16 über 22-23)

18

Feder (zwischen 17 und 28)

19

Boden (von 16)

20

Deckel (hinter 16)

21

Reifen (20 bildend)

22

Kontakt (an 14)

23

Kontakt (an 15)

24

Sicherungsstromkreis (über 22-23)

25

Prüfschaltung (in 24)

26

Entsicherungssignal (von 25 für 27)

27

Zündschaltkreis (in 12)

28

Hohlraum (in 29)

29

Wandung (von 12)

30

Wendelkurve (in 31)

31

Innenmantelfläche (von 16)

32

Nase (an 17, in 30)