DE4004848A1 - Vorrichtung zum induktiven zuenden der treibladung von wurfkoerpern und geschossen, insbesondere in einem wurfsystem fuer nebelkerzen, sprengkoerper u. dgl. - Google Patents
Vorrichtung zum induktiven zuenden der treibladung von wurfkoerpern und geschossen, insbesondere in einem wurfsystem fuer nebelkerzen, sprengkoerper u. dgl.Info
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum induk
tiven Zünden der Treibladung von Wurfkörpern und Ge
schossen, insbesondere in einem Wurfsystem für Nebelker
zen, Sprengkörper u. dgl., mit einer in der Nähe der
Treibladung angeordneten elektrisch zündbaren Zündpille,
deren Anschlußelemente an die Enden einer Zündspule
angeschlossen sind, in welcher mittels Induktion von
einer Zündeinrichtung aus ein Zündimpuls erzeugt wird.
Bekannte Vorrichtungen zum Zünden von Treibladungen
arbeiten entweder über Kontakte oder durch elektro
induktive Energieübertragung.
Vorrichtungen mit Kontakten, wie sie beispielsweise bei
Wurfsystemen in der DE-OS 37 06 213 und DE-PS 24 20 862
beschrieben sind, haben den Nachteil, daß die Kontakt
flächen den Umwelteinflüssen ausgesetzt sind und somit
korrodieren können, sofern nicht teure, nicht-korrosive
Kontaktwerkstoffe verwendet werden. Weiterhin kann wegen
der relativ hohen Zündströme Kontaktabbrand auftreten,
der die elektrische Leitfähigkeit der Kontaktstelle
verschlechtern und schließlich zu Zündaussetzern führen
kann.
Vorrichtungen, bei denen die Zündenergie auf elektro
induktive Weise übertragen wird, wie dies beispielsweise
in DE-OS 38 22 255 beschrieben ist, benötigen im allge
meinen eine aufwendige Elektronik zur Erzeugung der
hoch- oder niederfrequenten Wechselspannung. Wird diese
Wechselspannung beispielsweise aus der Bordgleich
spannung eines Kampffahrzeuges erzeugt, so kommt es
wegen der sehr hohen fließenden Ströme (bis 40 A) zu
erheblichen induktiven Störungen des Bordnetzes und
damit der anderen im Kampffahrzeug angeordneten Geräte.
Weiterhin müssen die Kabelquerschnitte zur Übertragung
der hohen Leistung erheblich vergrößert werden.
Die oben aufgeführten Probleme treten nicht nur bei der
Zündvorrichtung, sondern ebenso bei nach den gleichen
Prinzipien arbeitenden Vorrichtungen zur Munitionsarten-
und Abschußerkennung auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich
tung der eingangs und im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 beschriebenen Bauart so auszubilden, daß anfällige und
aufwendige Baugruppen vermieden werden und bei der
Erzeugung der Zündimpulse induktive Störungen vermieden
werden. Die Vorrichtung sollte einfach im Aufbau sein
und in einfacher Weise mit Einrichtungen zur Erkennung
der Munitionsart und zur Sensierung des Abschusses
kombinierbar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentan
spruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Grundgedanke der Erfindung geht davon aus, daß beim
Rückgreifen auf das elektrodynamische Prinzip Zündimpul
se ohne Verwendung eines aufwendigen Frequenzgenerators
erzeugt werden können. Es wird lediglich ein kleiner
einfacher Elektromotor, beispielsweise ein Standard
gleichstromelektromotor, verwendet. Auf der Abtriebs
welle des Elektromotors ist ein speziell gestalteter
Permanentmagnet befestigt, der in den Innenraum der
Zündspule hineinragt. Beim Einschalten des Elektromotors
wird der Permanentmagnet in Rotation versetzt und indu
ziert in der Zündspule eine Wechselspannung, die der
Zündpille zugeführt wird. Es hat sich herausgestellt,
daß bei entsprechender Ansteuerung des Elektromotors
nach etwa 35 ms die Umdrehungsgeschwindigkeit erreicht
ist, bei der die in der Zündspule induzierte Spannung
bzw. der dadurch hervorgerufene Strom ausreicht, eine
angeschlossene Zündpille zu zünden. Nach 40 bis 60 ms
(variiert je nach Zündpille - Exemplarstreuung) ist der
Zündvorgang abgeschlossen. Die für das Anlaufen des
Elektromotors benötigte Gleichspannung kann über den
Bereich von 12-24 V Nennspannung variieren, ohne daß es
zu wesentlichen Zündverzögerungen kommt.
Eine besonders vorteilhafte Anwendungsart der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung bezieht sich auf ein Wurfsystem
für Nebelkerzen, Sprengkörper u. dgl., bestehend aus
einer Abschußeinrichtung mit mindestens einem Abschuß
becher, mit dem ein Abschußrohr verbindbar ist, in
welches Wurfkörper einsetzbar sind. Bei einem solchen
System weist die Vorrichtung zweckmäßig die Merkmale des
Patentanspruchs 2 auf.
Es wird aber darauf hingewiesen, daß der Grundgedanke
der Erfindung auch bei anderen Vorrichtungen, insbeson
dere auch zur Zündung anderer Munitionsarten, geeignet
ist.
Bei der Verwendung in dem obengenannten Wurfsystem kann
der Elektromotor integraler Bestandteil des Abschuß
bechers sein und einfach verkabelt werden. Der am Elek
tromotor befestigte Permanentmagnet ragt dabei aus dem
Boden des Abschußbechers heraus. Zum Schutz des Perma
nentmagneten und des Motors gegen Witterungseinflüsse
und Beschädigungen durch Fremdkörper, ist es zweckmäßig,
den Permanentmagnet mit einer Schutzhaube (Patentan
spruch 3) zu versehen, unter der er frei rotieren kann.
In das Bodenstück des Abschußrohrs ist eine vergossene
Spule mit Eisenkern eingelassen (Patentanspruch 4), in
welche die Schutzhaube mit dem darunter befindlichen
Permanentmagneten hineinragt. Nach Auslösung des Zünd
vorganges, beispielsweise durch einen Kontrollrechner,
wird der Elektromotor über ein einfaches ansteuerbares
Schaltglied, beispielsweise ein Relais, mit einer
Gleichspannung, beispielsweise der Bordgleichspannung
eines Kampffahrzeugs, verbunden und versetzt den Perma
nentmagneten in Rotation.
Weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels wird
gezeigt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbeson
dere bei ihrer Verwendung in dem oben angegebenen Wurf
system, in besonders einfacher Weise mit einer Einrich
tung zur Erkennung der Wurfkörperart (Patentanspruch 6)
und mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Abschußer
kennung (Patentanspruch 7) kombinierbar ist, die eben
fall auf induktivem Wege arbeiten können. Dabei kann
die elektrodynamische Zündvorrichtung und die induktive
Munitionsarten- und Abschußerkennung besonders einfach
ausgestaltet werden, da sowohl der Elektromotor mit
Permanentmagnet als auch die Zündspule mit Eisenkern und
die Näherungsschalter leicht gegen Witterungseinflüsse
geschützt werden können. Weiterhin kann der elektrische
Teil der Anlage weitestgehend aus Standardteilen, die
ihre Zuverlässigkeit bereits bewiesen haben und wegen
der Massenfertigung preiswert und stets verfügbar sind,
bestehen. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist in der sehr guten elektromagnetischen
Verträglichkeit des Gleichstromelektromotors zu sehen.
Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein
Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung
in Kombination mit einer Einrichtung zur Erkennung der
Wurfkörperart und zur Abschußerkennung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 im axialen Längsschnitt eine Abschußeinrich
tung in einem Wurfsystem für Nebelkerzen,
Sprengkörper u. dgl.,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 in einem Blockschaltbild den Anschluß der Ab
schußeinrichtung an ein Bedienungsgerät;
Fig. 4 in einem Blockschaltbild analog Fig. 3 den An
schluß mehrerer Abschußeinrichtungen an ein Be
dienungsgerät.
Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit 18 bezeichnete Abschuß
einrichtung in einem Wurfsystem für Nebelkerzen, Spreng
körper u. dgl., mit einem Abschußbecher 1, der mit einem
Abschußrohr 6 über eine Bajonetthalterung 11 verbunden
ist, wobei in das Abschußrohr 6 ein Wurfkörper 7 einge
setzt ist.
Im Abschußbecher 1 ist koaxial zur Längsachse L der
Abschußeinrichtung ein Gleichstrommotor 2 angeordnet,
dessen Anschlußleitungen 2.2 durch den Becherfuß 1.2
nach außen geführt sind. Die Abschußeinrichtung kann
beispielsweise an einem nicht dargestellten Kampffahr
zeug angeordnet sein, wobei die Anschlußleitungen 2.2
mit dem nicht dargestellten Bordnetz des Kampffahrzeugs
über ein Relais 15 - Fig. 3 - verbunden sind. Eben
falls in Fig. 3 dargestellt ist ein im Kampffahrzeug
angeordnetes Bedienungsgerät mit einer Zündeinrichtung
sowie einem Kontrollrechner zur Ansteuerung des Relais
15.
Auf der Abtriebswelle 2.1 des Elektromotors 2 ist ein
Permanentmagnet 5 so befestigt, daß er aus dem Boden 1.1
des Abschußbechers 1 herausragt. Bei in den Abschuß
becher 1 eingesetztem Abschußrohr 6 ragt der Permanent
magnet 5 in eine Ausnehmung 6.3 im Bodenteil 6.1 des
Abschußrohres 6 hinein. Um den Permanentmagnet 5 vor
Witterungseinflüssen zu schützen, ist er innerhalb einer
Schutzhaube 9 angeordnet, die mit dem Boden 1.1 des
Abschußbechers verbunden ist, und zwar so, daß er inner
halb dieser Schutzhaube frei rotieren kann. Der Perma
nentmagnet 5 ist, wie aus der Zeichnung zu ersehen,
umgeben von einer Zündspule 10 mit nicht dargestelltem
Eisenkern, die in den Seitenwänden der Ausnehmung 6.3
angeordnet ist. Die Zündspule 10 ist innerhalb einer
Vergußmasse angeordnet, damit auch sie gegen Witterungs
einflüsse gut geschützt ist. Mit den Wicklungsenden der
Zündspule 10 ist eine Zündpille 8 verbunden, die in
einem nach oben offenen Ansatz 6.2 des Bodenstücks 6.1
angeordnet ist und damit unmittelbar unter dem Unterteil
des Wurfkörpers 7 liegt.
Wenn von der Zündeinrichtung 17 aus der Elektromotor 2
in Betrieb gesetzt wird, erzeugt der rotierende Permanent
magnet 5 in der Zündspule 10 eine Wechselspannung, die den
Zündstrom für die Zündpille 8 liefert.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Abschußein
richtung 18 ist weiterhin mit einer Einrichtung zur
induktiven Erkennung der Wurfkörperart ausgerüstet. Hierzu
sind im Bodenstück 6.1 des Abschußrohres 6 auf einem
Kreisbogen um die Längsachse L Kodierstifte 12 aus Stahl
so angeordnet, daß ihre Enden in der Unterfläche des
Bodenstücks 6.1 liegen. Im Abschußbecher 1 sind elektri
sche Näherungsschalter 3 angeordnet, und zwar so, daß ihre
sensierenden Enden im Boden 1.1 des Abschußbechers 1 in
vorgegebenen Winkelabständen auf einem Kreisbogen um die
Längsachse L liegen, dessen Radius genau dem Kreisbogen
entspricht, auf dem auch die Kodierstifte 12 angeordnet
sind. Die Näherungsschalter 3 liegen außerhalb des Elek
tromotors 2 und durch die Art der Bajonetthalterung 11
zwischen Abschußrohr 6 und Abschußbecher 1 ist sicherge
stellt, daß bei in den Abschußbecher 1 eingesetztem Ab
schußrohr 6 jedem Kodierstift 12 ein Näherungsschalter 3
gegenüberliegt (siehe Fig. 2). Die Näherungsschalter 3
sind, wie in Fig. 3 dargestellt, über Leitungen 16 mit
einer im Bedienungsgerät 17 angeordneten Auswerteelek
tronik verbunden. Durch die drei Näherungsschalter 3 ist
es möglich, ein Kennungssignal über die Wurfkörperart zu
erhalten, das als 3-bit-Binärwert in die Auswerteelektro
nik weitergegeben wird, wobei die unterschiedlichen Si
gnalwerte dadurch gegeben sind, daß im Bodenstück 6.1 des
Abschußrohres 6 null bis maximal drei Kodierstifte 12
angeordnet sind, die bei montiertem Abschußrohr 6 im
Abschußbecher 1 die Näherungsschalter 3 betätigen.
Zur Erkennung, ob in das Abschußrohr 6 ein Wurfkörper 7
eingesetzt ist bzw. ob ein korrekter Abschuß erfolgt
ist, dient ein im Wurfbecher 1 angeordneter vierter
Näherungsschalter 13, der einem im Bodenstück 6.1 des
Abschußrohres 6 angeordneten, in axialer Richtung pa
rallel zur Längsachse L des Abschußrohres verschiebbaren
Sensierungsstift 4 aus Stahl gegenüberliegt. Der Sensie
rungsstift 4 ist so angeordnet, daß sein in der Zeich
nung oberes dem Inneren des Abschußrohres 6 zugekehrtes
Ende an der Oberseite des Bodenstücks 6.1 liegt und ein
in das Abschußrohr 6 eingesetzter Wurfkörper 7 mit
seinem unteren Rand auf dem Sensierungsstift 4 aufsitzt
und durch sein Gewicht diesen gegen die Kraftwirkung
einer Druckfeder 14 nach unten in Richtung auf den ihm
gegenüberliegenden Näherungsschalter 13 verschiebt. Beim
Abschuß des Wurfkörpers 7 wird der Sensierungsstift 4
entlastet und durch die Kraft der Feder 14 angehoben.
Dies wird vom Näherungsschalter 13 erkannt und ein
entsprechendes Signal wird über eine Leitung 16 an die
Auswerteelektronik 17 gegeben. Somit kann der Abschuß
bzw. ein eventueller Zündversager erkannt werden.
Wie aus Fig. 3 zu entnehmen, erfolgt die Bedienung der
Abschußeinrichtung 18 von einem Bedienungsgerät 17 aus,
das im Kampffahrzeug angeordnet ist und wie erwähnt die
Zündeinrichtung sowie die einen Kontrollrechner enthal
tende Steuer- und Auswerteeinrichtung enthält. Wenn vom
Sensor 13 aus kein Abschuß detektiert ist, die Munition
also scharf und von dem Bedienungsgerät 17 aus der
Abfeuerbefehl gegeben wird, wird der Elektromotor 2 über
das Zündrelais 15 für ca. 2 bis 5 Sekunden eingeschal
tet. Dies reicht aus, um eine sichere Zündung zu gewähr
leisten. Die Bedienungsperson wird von der Steuer- und
Auswerteelektronik im Bedienungsgerät 17 über den er
folgten Abschuß bzw. einen Blindgänger (Fehlzündung)
informiert. Am Bedienungsgerät 17 befindet sich außerdem
ein Hauptschalter, mit dem alle Zündrelais zum Muni
tionswechsel blockiert werden können.
In Fig. 4 ist dargestellt, wie mehrere Abschußeinrichtun
gen 18′ über Leitungen 2.2′ und 16′ sowie Zündrelais 15′
an ein gemeinsames Bedienungsgerät 17′ angeschlossen
werden können.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum induktiven Zünden der Treibladung von
Wurfkörpern und Geschossen, insbesondere in einem Wurf
system für Nebelkerzen, Sprengkörper u. dgl., mit einer
in der Nähe der Treibladung angeordneten elektrisch
zündbaren Zündpille, deren Anschlußelemente an die Enden
einer Zündspule angeschlossen sind, in welcher mittels
Induktion von einer Zündeinrichtung aus ein Zündimpuls
erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum
der Zündspule (10) ein Permanentmagnet (5) drehbar
angeordnet ist, der mit der Abtriebswelle (2.1) eines
Elektromotors (2) verbunden ist, dessen Stromzuführung
(2.2) von der elektrischen Zündeinrichtung (17) aus
ansteuerbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 in einem Wurfsystem für
Nebelkerzen, Sprengkörper u. dgl., bestehend aus einer
Abschußeinrichtung (18) mit mindestens einem Abschuß
becher (1), mit dem ein Abschußrohr (6) verbindbar ist,
in welches Wurfkörper (7) einsetzbar sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zündpille (8) und die Zündspule
(10) in einem Bodenstück (6.1) des Abschußrohres (6) im
wesentlichen koaxial zur Längsachse (L) des Abschußroh
res (6) angeordnet sind und der Elektromotor (2) koaxial
im Abschußbecher (1) so angeordnet ist, daß der Perma
nentmagnet (5) aus dem Boden (1.1) des Abschußbechers
(1) heraus- und bei mit dem Abschußbecher (1) verbunde
nem Abschußrohr (6) in eine Ausnehmung (6.3) im Boden
stück (6.1) des Abschußrohres (6) hineinragt, welche von
der Zündspule (10) umgeben ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Permanentmagnet (5) von einer mit dem Boden
(1.1) des Abschußbechers (1) verbundenen Schutzhaube (9)
umgeben ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zündspule (10) in den Seitenwänden der Ausneh
mung (6.3) im Bodenstück (6.1) des Abschußrohres (6)
vergossen angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Elektromotor (2) ein Gleich
strommotor ist, dessen Speisestrom über ein ansteuer
bares Schaltglied zugeführt wird, das von der Zündein
richtung (17) rechnergesteuert angesteuert wird.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur Erkennung
der Wurfkörperart enthält mit im Bodenstück (6.1) des
Abschußrohres (6) auf einem ersten Kreis um die Längs
achse (L) außerhalb der Zündspule (10) angeordneten
metallischen Kodierstiften (12) sowie im Boden (1.1) des
Abschußbechers (1) auf einem zweiten Kreis um die Längs
achse (L), dessen Radius dem ersten Kreis entspricht
außerhalb des Elektromotors (2) angeordneten, den Ko
dierstiften (12) gegenüberliegenden Näherungsschaltern
(3), durch welche eine Auswerteelektronik (17) ange
steuert wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen
zusätzlichen mit der Auswerteelektronik (17) verbundenen
Näherungsschalter (13), der einem durch das Bodenstück
(6.1) des Abschußrohres (6) hindurchgeführten, in axia
ler Richtung parallel zur Längsachse (L) des Abschußroh
res (6) verschiebbaren metallischen Sensierungsstift (4)
zugeordnet ist, auf dessen dem Abschußrohr (6) zugekehr
ten Ende ein in das Abschußrohr (6) eingesetzter Wurf
körper (7) aufsitzt, durch dessen Gewicht der Sen
sierungsstift (4) gegen die Kraftwirkung einer Feder
(14) in Richtung auf den zusätzlichen Näherungsschalter
(13) verschiebbar ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß Abschußrohr (6) und Abschußbecher
(1) über eine Bajonetthalterung (11) derart miteinander
verbunden sind, daß jeder der Kodierstifte (12) und der
Sensierungsstift (4) eindeutig einem der Näherungsschal
ter (3, 13) im Boden (1.1) des Abschußbechers (1) zuge
ordnet ist.
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