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Kegelstumpfförmiger Düseneinsatz für Geschosse mit schussweitensteigerndem Zusatzantrieb
Es ist bereits bekannt, in Geschossen Vorrichtungen zu verwenden, welche nach der normalen Anfeuerung im Geschütz- oder Granatwerferrohr, eine weitere ausserhalb des Rohres einleiten, wobei das Geschoss durch den Schub eines wirksam werdenden Zusatzantriebes eine zusätzliche Beschleunigung erfährt.
In diesem Zusammenhang wurden bereits Düseneinsätze beschrieben, die als Trennungs- bzw. Dichtungsglied zwischen den beiden Anfeuerungen dienen und aus Metall oder einer Kunststoffmasse gefertigt, im Mittelteil konisch ausgebildet sind und im hohlzylindrischen Teil eine Zündpatrone für die erste Anfeuerung, sowie einen Verzögerungssatz für die zweite Anfeuerung aufweisen, zwischen der ein mit einem engen Zündkanal versehener Teilkegel als Druckverminderer liegt, wobei das Ganze als ausstossbare Einheit dargestellt ist.
Durch die direkte Zündfolge wurde die Abbrenngeschwindigkeit des Verzögerungssatzes, welcher nach der erforderlichen Zeitspanne die zweite Anfeuerung des Geschosses im aufsteigenden Ast der Flugbahn einleitete vom Beschleunigungsdruck der Treibladung beeinflusst. Die Erfindung bezweckt diesen Nachteil zu beseitigen, indem eine indirekte Zündung des Verzögerungssatzes über eine Zündkapsel erfolgt, und die beim Abbrand des Satzes entstehenden Pulvergase in einem, von äusseren Druckverhältnissen unabhängigen Hohlraum gestaut werden, solange sich das Geschoss im Rohr befindet.
Dabeibezieht sich die Erfindung auf einen aus Metall bzw. einer Kunststoffmasse gefertigten. kegelstumpf- förmigen Düseneinsatz, welcher dadurch besonders gekennzeichnet ist, dass seine untere Kreisfläche einen kurzen hohlzylindrischen Körper von kleinerem Durchmesser aufweist, dessen Längsbohrung bis zur Hälfte in denkonischenTeildesDüseneinsatzeshineinragt und in eine kleinere Zündlochbohrung übergeht, vor welcher einstabförmiger, sich über die ganze Länge der Längsbohrung erstreckender Verzögerungssatz von geringerem kreisförm igem Querschnitt eingesetzt und in der Fortsetzung zentrisch angeordnet ist, so dass ein zylindrischer Hohlraum entsteht, dessen untere Fläche durch einen zylindrischen,
im ersten Drittel eines Zündpatronenschaftes angeordneten Bodenteil abgedeckt und durch eine kreisringförmige Dichtungsscheibe abgedichtet ist, und dass der bis zur Kegelstumpfbasis über den zylindrischen Teil des Düseneinsatzes geschobene Zündpatronen- schaft eine lösbare, von dem Abbrand eines querliegenden Haltestiftes abhängige Verbindung darstellt.
Vorteilhafterweise ist die Zündkapsel gleich im unteren Teil des Verzogerungssatzes untergebracht, und steht in einer gewissen Entfernung von einem Schlagbolzen, welcher, gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung, in einer Bohrung im Bodenteil des Zündpatronenschaftes geführt, in einem Mittelloch der Abschlussscheiben einer Zündpatrone festsitzt undvom Gasdruck des entflammen Pulvers, angetrieben wird. Der Schlagbolzen ist, um nicht den Abfluss der Pulvergase vom Verzögerungssatz in den Hohlraum zu beeinträchtigen, in seinem axialen Bewegungsbereich durch einen an ihm angebrachten Bund begrenzt, und durch einen Scherring, auf welchem er aufsitzt, gegen Axialverschiebung beim Transport oder während des Hantierens, gesichert.
Für den Scherring kann ein Kunststoff, wie Polyvinylchlorid, in dem Triäthylphosphat oder Trikresylphosphat als schwer brennbare Weichmacher enthalten ist, verwendet werden, welcher infolge seiner thermoplastischen Eigenschaften, gleichzeitig die Aufgabe eines Dichtungsmittels übernimmt.
Eine Verbesserung des Abflusses der Pulvergase lässt sich aber auch erzielen, wenn in den Schlagbolzen eine, aus einem leicht schmelzbaren Metall gefertigte Spitze eingesetzt wird, oder der die Zündkapselenthaltende Teil des Verzögerungssatzes, kreuzförmig angeordnete Schlitze aufweist, durch welche die Pulvergase seitlich in den Hohlraum ausströmen können, wenn die aus gleichem Werkstoff hergestellte Schlagbolzenspitz, die Bohrung der angestochenen Zündkapsel verschliesst.
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Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die obere Kreisfläche des kegelstumpfförmigen Düseneinsatzes eine hohlzylindrisch gestaltete Reissverbindung auf, dessen Wandstärke sich in Abhängigkeit von der Zugfestigkeit des Werkstoffes, aus dem sie gefertigt wurde, im oberen Teil verjüngt, durch die Düsenhalsöffnung hindurchragt und danach mit einem Bund versehen ist, welcher am Ansatz desDüsenhalseinsatzes anliegt, während das einen Bodenteil enthaltende Ende in einer Ausnehmung des Düsen- einsatzes eingeschraubt ist, und so lange angezogen werden kann, bis der Konusdes Düseneinsatzes inder Düse des Zusatzantriebes festsitzt.
Durch diese Vorrichtung wird einerseits ein Herausfallendes Düseneinsatzes aus der Düse beim Transport und während des Hantieren vermieden, und in weiterer Folge be-
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dig verbrennen, wobei dazu die verdämmenden Eigenschaften der Reissverbindung jene erforderlichen Bedingungen schaffen, welche bekanntlich einer die Düse verschliessenden Scheibe vor ihrer Perforierung zukommen. Der schwächere mit einem Bund versehene Teil der Verbindung kann aber auch auf der unteren Kreiskante mit einer dem Kegelwinkel des Düsenhalseinsatzes gleichenden Abschrägung versehen sein, und mit seiner Kreisringfläche am Düsenhalseinsatz aufsitzen, so dass sie bei einer entsprechenden Wahl des Werkstoffes, beispielsweise einer mittelharten Aluminiumlegierung, die Funktion einer Schlaufverbindung ausüben kann.
Die Spitze des Zünddruckes erscheint dann im Diagramm etwas flacher, nachdem, entgegen der Reissverbindung, keine Metallruckstände von den Feuergasen beseitigt werden müssen, was auch anschliessend in einem niedrigeren Verbrennungsdruck in der Brennkammer zum Ausdruck kommt.
Dies ist besonders dort von Bedeutung, wo ein grösstmöglichster Füllungsgrad angestrebt wird, unter welchem man den Anteil der Raketentreibladung am Brennkammerquerschnitt versteht, wobei die Verhältnisse der Brennfläche zum Gasquerschnitt, genauso wie zum Düsenhalsquerschnitt zu beachten sind.
Erfahrungsgemäss wird ein grösstmöglichster Füllungsgrad bei hohen Abbrenngeschwindigkeiten dadurch erzielt, das eine zylindrisch geformte Raketentreibladung, eine kleinere als für die Gesamtlänge des Kör- pers erforderliche Innenbohrung aufweist und an der Stirnseite, sowie an der oberen Hälfte der Mantelfläche mit einer Deckschicht aus Äthylcellulose versehen, in die vordere Brennkammerhülse eingepasst ist und in die rückwärtige Brennkammerhülse so hineinragt, dass zwischen der Wand derselben und der Mantelfläche der Raketentreibladung ein hohlzylindrischer freier Raum entsteht und welche ferner gegeneinander versetzte, nur bis zur Längsachse führende Radialbohrungen zur weiteren Regelung der Abbrenngeschwindigkeit aufweist,
was im Zusammenwirken mit den Ausführungsbeispielen oder Verbindungen des Düseneinsatzes, die weiteren Erfindungsmerkmale darstellt.
DieobereHälftederRaketentreibladung kann aber auch an Stelle der Innenbohrung einen abgedeckten
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Es ist auch noch zu erwähnen, dass im verstärkten Bodenteil der hohlzylindrisch gestalteten Reiss- oder Schlaufverbindung eine in der Längsachse angeordnete und von einer Zündladung umgebene Führung- haube eingesetzt ist, in welcher ein durch die Feder belasteter, oberhalb der Zündlochbohrung des Düseneinsatzes liegender Schieber beweglich lagert, und nach rückwärts gleiten kann, wenn eine Beschleunigungskraft auf das Geschoss wirkt, wodurch die radial verlaufenden Zündlöcher in der Führungshaube verschlossen werden.
Der wesentliche Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung liegt darin, dass beim Durchschlagen des Verzögerungssatzes die Übertragung des Zündstrahles auf die Zündladung des Zusatzantriebes vermieden wird, solange sich das Geschoss noch im Rohr befindet, wo ein Zusammenwirken von Geschosstreibladung mit Raketentreibladung des Zusatzantriebes eine Detonation herbeiführen kann.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Düseneinsatzes für schussweitensteigernde Zusatzantriebe, gemäss vorliegender Erfindung dargestellt.
Es. zeigt : Fig. 1 einen Längsschnitt des Düseneinsatzes mit Reissverbindung in geschlossener und gesicherter Stellung, Fig. 2 einen Längsschnitt des Düseneinsatzes mit Schlaufverbindung im geöffneten Zustand nach der ersten Anfeuerung, Fig. 3 einen Längsschnitt des Düseneinsatzes mit schussweitensteigerndem Zusatzantrieb vor der ersten Anfeuerung.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform weist die untere Kreisfläche eines kegelstumpfförmig ausgebildeten Düseneinsatzes ll. einen kurzen hohlzylindrischen Körper vom kleineren Durchmesser auf, dessen Längsbohrung bis zur Hälfte in den konischen Teil hineinragt und in eine kleinere Zündlochbohrung übergeht, vor welcher ein stabförmiger, sich über die ganze Länge der Längsbohrung erstreckender Verzögerungssatz 20, von geringerem kreisförmigen Querschnitt eingesetzt und in der Fortsetzung zentrisch angeordnet ist, so dass ein zylindrischer Hohlraum 19 entsteht.
Die untere Fläche des Hohlraumes 19 ist
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deckt und durch eine kreisförmige Dichtungsscheibe 24 abgedichtet. Über den zylindrischen Teil des Duseneinoatzes 11 ist ein hohlzylindrisch geformter Zündpatronenschaft 25 bis zur Kegelstumpfbasis geschoben und als eine lösbare, von dem Abbrand eines querliegenden leicht brennbaren Haltestiftes 23 abhängige Verbindung dargestellt. Der rückwärtige mit Zündlöchern 26 versehene Teil des Patronenschaftes 25 enthält die Zündpatrone 29, deren Abschlussscheiben 30 ein Mittelloch aufweisen.
Der aus gepresstem Schwarzpulver bestehende Verzögerungssatz 20enthält am oberen Ende einen Zündverstärker 22, während die gegenüberliegende Seite mit einer Zündkapsel 21 versehen ist und in einer gewissen Entfernung von einem Schlagbolzen 27 steht, welcher in einer Bohrung im Bodenteil des Zündpatronenschaftes 25 geführt, in das Mittelloch der Abschlussscheiben 30 einer Zündpatrone 29 hineinragt. Der Schlagbolzen 27 ist in seinem axialen Bewegungsbereich durch einen an ihn angebrachten Bund begrenzt und durch einen Scherring 28, auf welchem er aufsitzt, gegen Axialverschiebung gesichert. Der aus einer thermoplastischen Kunststoffmasse gefertigte Scherring 28 liegt in der gegebenen Tiefe einer Einbörtelung der Zündpatrone 29 und wird zwischen den Abschlussscheiben 30 und dem Bodenteil des Zündpatronenschaftes 25 festgehalten.
Die obere Kreisfläche des kegelstumpfförmigen Düseneinsatzes 11 ist mit einer hohlzylindrisch gestalteten Reissverbindung 12 versehen, dessen Wandstärke sich in Abhängigkeit von der Zugfestigkeit des Werkstoffes, aus dem sie gefertigt wurde, im oberen Teil verjüngt und als Abschluss einen Bund aufweist, während das, einen Bodenteil enthaltende Ende mit einem Gewinde versehen, in einer Ausnehmung des Düseneinsatzes 11 eingeschraubt ist.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, kann der Bund aber auch auf der unteren Kreiskante mit einer, dem Kegelwinkel des Düsenhalseinsatzes 13 (Fig. 3) gleichenden, Abschrägung versehen sein und mit der Kreisringfläche am Düsenhalseinsatz 13 aufsitzen.
In der Längsachse der Reiss-oder Schlaufverbindung 12 ist eine, von einer Zündladung 18 umgebene und im Bodenteil eingesetzte Führungshaube 14 angeordnet, in welcher ein durch die Feder 16 belasteter, oberhalb der Zündlochbohrung des Düseneinsatzes 11 liegender Schieber 15 beweglich lagert und nach rückwärts gleiten kann, wenn eine Beschleunigungskraft auf das Geschoss wirkt, wodurch die radial verlaufenden Zündlöcher 17 im mittleren Teil der Fahrungshäubel4, verschlossen werden.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich lagert der Düseneinsatz 11 in einer, sich der rückwärtigen Brennkammerhülse 4 des Zusatzantriebes anschliessenden Düse, um welche gleichzeitig die Stabilisierungsflächen 8 angeordnet sind. Der hohlzylindrische Teil der Reissverbindung 12ragt durch die Düsenhalsöffnung, während der Bund an einem aus einer hitzebeständigen Stahllegierung gefertigten Düsenhalseinsatz 13aufliegt und durch das zwischenliegende Gewinde so lange angezogen werden kann, bis der Konus des Düseneinsatzes 11 in der Düse des Zusatzantriebes festsitzt.
Die rückwärtige Brennkammerhülse 4 des Zusatzantriebes ist, wie im gezeigten Beispiel angedeutet, im Bodenteil des Granatmantels 1 eingeschraubt, wodurch eine am Ende mit einem Bund versehene vordere Brennkammerhülse 3, welche. in den Granatwerfer hineinragt, und von der Sprengladung 2 umgeben ist, in einer Ausnehmung des Granatmantels 1 festgehalten wird.
Die hohlzylindrische Raketentreibladung 5 lagert nun zwischen einem schaumgummiartigen Formteil 10 und einer als Gitter oder Rost ausgebildeten, metallenen Auflage 7 und ist an der Stirnseite sowie an der oberen Hälfte der Mantelfläche mit einer Deckschicht 9 aus Äthylcdlulose versehen und in die vordere Brennkammerhülse 3 eingepasst, während die freie Hälfte der Raketentreibladung so in die rückwärtige Brennkammerhülse 4 hineinragt, dass zwischen der Wand derselben und der Mantelfläche der Raketentreibla - dung 5ein hohlzylindrischer freier Raum entsteht.
Dieser Teil der Raketentreibladung 5 weist ferner gegeneinander versetzte, nur bis zur Längsachse führende Radialbohrungen 6 auf.
Die Wirkungsweise des Düseneinsatzes ist nun im Zusammenwirken mit dem Zusatzantrieb folgende : Beim Lösen des Schusses wird der Schlagbolzen 27 durch die Pulvergase der entflammten Zündpatrone 29 vorwärtsgetrieben, der Scherring 28 vom Bund des Schlagbolzens bis zum Anschlag durchschlagen (Fig. 2), und die Zündkapsel 21 des Verzögerungssatzes 20 von der Schlagbolzenspitze angestochen.
Daraufhin perforieren die Pulvergase die Zündpatronenhülse, wobei der Zündstrahl durch die Zündlöcher 26 im Zünd - patronenschaft 25 die Geschosstreibladung (nicht gezeigt) zum Entflammen bringt, deren Pulvergase das Geschoss aus dem Rohr treiben und gleichzeitig den Abbrand des Haltestiftes 23 einleiten, so úass in weiterer Folge der Zündpatronenschaft 25 eine lösbare Verbindung darstellt, welche nunmehr durch den Bodendruck der Pulvergase gegen den Düseneinsatz 11 gepresst wird, dessen Aufgabe es wieder ist, das Eindringen der Pulvergase in die Brennkammer zu verhindern.
Infolge der Trägheit der Masse wird der Schieber 15innerhalb der zentrisch in der Reissverbindung 12 angeordneten Führungshaube 14 nach rückwärts bewegt, wodurch die radialen Zündlöcher 17 in der Führungshaube 14 so lange geschlossen bleiben, bis sich das Geschoss ausserhalb des Rohres befindet und die Wirkung der Feder 16 wieder ausreicht, den Schieber 15
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in die Ruhelage zu bringen.
Die Pulvergase des abbrennenden Verzögerungssatzes 20 werden, indessen m dem von äusseren Druckverhältnissen unabhängigen Hohlraum 19 gestaut, und drücken ausserhalb des Rohres, wo nicht mehr der Druck der Treibgase von der ersten Anfeuerung entgegenwirkt, die Verbindung zwischen DUseneinsatz 11 und Zündpatronenschaft 25 auseinander, so dass jetzt der Verzögerungssatz 20 unter atmosphärischen Bedingungen weiterbrennen-kann, wie aus der Stellung in Fig. 2 hervorgeht. Wenn die Flamme des Verzögerungssatzes 20 den Zündverstärker 22 erreicht hat, bringt der Zündstrahl die die Zündlöcher 17 umlagernde Zündladung 18 in der Reissverbindung 12 zum Entflammen, welche ihrerseits wieder die Raketentreibladung 5 unter den durch die Reissverbindung 12 geschaffenen Bedingungen zündet.
Die Düse des Zusatzantriebes, die vorerst durch den Düseneinsatz 11 verschlossen war, wird nunmehr ausgestossen, sobald der Verbrennungsdruck In der Brennkammer seinen erforderlichen Wert erreicht hat, bei welchem die Reissverbindung 12 an ihrer schwächsten Stelle reisst und der bundartige Rückstand im Düsenhalseinsatz 13 durch die nachströmenden Feuergase fortschmilzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kegelstumpfförmiger Düseneinsatz für Geschosse mit schussweitensteigerndem Zusatzantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Kreisfläche einen kurzen hohlzylindrischen Körper von kleinerem Durchmesser aufweist, dessen Längsbohrung bis zur Hälfte in den konischen Teil des Düseneinsatzes (11) hineinragt und in eine kleinere Zündlochbohrung übergeht, vor welcher ein stabförmiger, sich über die ganze Länge der Längsbohrung erstreckender Verzögerungssatz (20) von geringerem kreisförmigem Quer- schnitt eingesetzt und in der Fortsetzung zentrisch angeordnet ist, so dass ein zylindrischer Hohlraum (19) entsteht, dessen untere Fläche durch einen zylindrischen, im ersten Drittel eines Zündpatronenschaftes (25) angeordneten Bodenteil abgedeckt, und durch eine kreisringförmige Dichtungsscheibe (24)
abgedichtet ist und dass der bis zur Kegelstumpfbasis über den zylindrischen Teil des Düseneinsatzes (11) geschobene Zünd- patronenschaft (25), eine lösbare, von dem Abbrand eines querliegenden Haltestiftes (23) abhängige Verbindung darstellt.