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Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Anzünder zur Anzündung von pyrotechnischen Treibladungen oder Explosivstoffen.
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Aus den Dokumenten
US 2 446 187 A und
DE 196 31 185 A1 sind Treibladungsanzünder (TLANZ) für patronierte Munition bekannt, die die Gestaltung des für eine gleichmäßige Anzündung der Treibladung verwendeten Flammleitrohres beschreiben. Weiterhin ist aus dem Dokument
DE 195 44 823 A1 ein Treibladungsanzünder bekannt, der aus einer Anzündladung und mindestens zwei in Längsrichtung benachbarten Verstärkerladungen besteht.
EP 1674 817 A1 betrifft einen pyrotechnischen Anzünder mit einem Bodenstück und einem Düsenstück, das eine konische Düse aufweist.
DE 42 40 273 A1 offenbart einen Treibladungsanzünder, der an einem Treibladungsträger anbringbar ist.
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Der erfindungsgemäße pyrotechnische Anzünder wird nachfolgend anhand von vier Figuren näher erläutert und umfasst ein zylinderförmiges Bodenstück 1 mit einem Außengewinde 18 wird in eine Stummelhülse aus einem speziellen, hochfesten Stahl eingeschraubt. Der TLANZ an sich wird damit in die Treibladung der Panzerbordmunition eingeschraubt.
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Zur Befestigung im Wirkelement weist das Bodenstück 1 eine umlaufende Auskragung 19 auf, die auf einer angepassten Schulter im Wirkelement aufsitzt. Zur Abdichtung ist unterhalb der Auskragung 19 ein O-Ring 6 angeordnet. Im Bodenstück 1 sind zwei Sackbohrungen 20, 21 eingebracht, wobei die erste Sackbohrung 20 am geschlossenen Ende 22 des Bodenstücks 1 angrenzt und die zweite Sackbohrung 21 mit einem größeren Durchmesser als die erste Sackbohrung 20 an das offenen Ende 23 angrenzt. Die Sackbohrungen 20, 21 gehen ineinander über, wobei der Übergang eine Auflagefläche 24 bildet. Zur Erleichterung des Einschraubens sind in die Stirnwand des geschlossenen Endes 22 Ausnehmungen 26 für ein Eingreifwerkzeug eingebracht.
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In die erste Sackbohrung 20 ist ein Polstück 14 in einer Isolierhülse 15 aus Vulkanfieber eingesetzt. Vulkanfieber (Hydratzellulose) ist elektrisch nicht leitend. Dieses Polstück 14 in der Isolierhülse 15 füllt die erste Sackbohrung 20 radial vollständig aus. Das Polstück 14 in der Isolierhülse 15 ist T-förmig ausgebildet, wobei ein mittiger Fortsatz 27 in eine mittige Bohrung 28 in der Stirnwand 25 eingreift. Der mittige Fortsatz 27 ist dabei von der Isolierbuchse 51 umgeben. Diese dient der Isolation des nach außen ragenden Fortsatzes 27 des Polstücks gegenüber dem Bodenstück 1. Als Material kann ein high density Polyethen (HDPE), ein anderer Kunststoff oder Papier mit elektrisch isolierender Eigenschaft eingesetzt werden. Diese Bohrung 28 durchstößt die Stirnseite des geschlossenen Endes 22. Das stirnseitige Ende 29 des Fortsatzes 27 weist einen Abstand von 0,3 bis 0,9 mm zur Ebene der Stirnwand des geschlossenen Endes 22 auf. Dieses stirnseitige Ende 29 des Fortsatzes 27 ist als alleinige Fläche nicht von der Isolierhülse 15 und der Isolierbuchse 51 umgeben und ist daher nicht isoliert.
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In die erste Sackbohrung 20 ist eine Anzündhütchenaufnahme 17 eingesetzt, welches die erste Sackbohrung 20 radial ausfüllt und elektrisch getrennt durch die Isolierscheibe 52 auf dem Polstück 14 aufsitzt. Die Isolierscheibe kann z. B. aus Polytetrafluorethen (PTFE) bestehen. Die Anzündhütchenaufnahme 17 ragt etwas aus der ersten Sackbohrung 20 heraus in die zweite Sackbohrung 21 hinein, wobei bei Krafteinwirkung auf die Anzündhütchenaufnahme 17 dieses auf das Polstück 14 und dieses dadurch auf die Innenseite der Stirnwand 25 gepresst wird. Hierdurch wird die Isolierhülse 15 in die Isolierbuchse 51 gepresst, wodurch eine Abdichtung erfolgt.
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In die Anzündhütchenaufnahme 17 ist vom zum Polstück 14 gewandten Ende aus eine Sackbohrung 35 eingebracht, in die ein elektrisches Anzündelement 16 eingesetzt ist. Die Außenwand des Anzündelements 16 bildet einen elektrischen Pol des Anzündelements 16. Den anderen elektrischen Pol bildet ein Polstift 36, der aus der Sackbohrung 35 herausragt und in eine Polbohrung 37 im Polstück 14 derart eingreift, dass der Polstift 36 mit dem Polstück 14 im elektrischen Kontakt steht. Der Polstift 36 ist in der Weise in dem Anzündelement 16 befestigt, dass er nur über eine elektrische Widerstandsbrücke im Inneren des Anzündelements 16 elektrisch mit diesem verbunden ist. Wenn an das Ende 29 des Polstücks 14 einerseits and an das Bodenstück 1 andererseits eine Spannung angelegt wird und ein Strom durch die Widerstandsbrücke fließt, wird durch die elektrische Aufheizung das Anzündelement 16 gezündet und ein Anzündstrahl schießt aus dem Anzündelement 16 durch eine Bohrung 38 in Richtung zu einem Düsenelement 3.
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Die eben beschriebene Krafteinwirkung auf die Anzündhütchenaufnahme 17 erfolgt mittelbar über dieses Düsenelement 3, welches ein erstes zylinderförmiges Gewindeteil 30 und ein zweites zylinderförmiges Gewindeteil 31 aufweisen kann. Die Gewindeteile 30 und 31 tragen Außengewinde 32a, 32b. Das Gewindeteil 30 ist in die zweite Sackbohrung 21 eingeschraubt oder eingelegt und liegt stirnseitig auf der Auflagefläche 24 auf. Im Inneren des ersten Gewindeteils 30 ist eine Sackbohrung 34 vom zur Anzündhütchenaufnahme 17 gewandten Ende aus eine Ausnehmung 50 eingebracht. In diese Sackbohrung 34 ist eine in einem Ladebehälter 25 angeordnete Anzündverstärkungsladung 2 eingesetzt. Der Ladebehälter 25 besteht aus einem Napf mit einem gebördelten Deckel. Der Deckel des Ladebehälters 25 liegt auf der Anzündhüchenaufnahme 17 auf, wobei der gebördelte Deckelrand der Anzündverstärkungsladung 2 von der Ausnehmung 51 gehalten wird. Der Ladebehälter 25 der Anzündverstärkungsladung 2 kann z. B. aus eloxiertem Aluminium (Al) mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 1,0 mm bestehen. Er kann auch aus verbrennbarem, energetischem oder verzehrbarem Material bestehen. Die Länge des Ladebehälters 25 und damit die Masse der Anzündverstärkungsladung 2 kann den innenballistischen Erfordernissen angepasst werden. Der Deckel der Anzündverstärkungsladung 2 kann ebenfalls z. B. aus eloxiertem Al bestehen. Der Deckel, welcher dem elektrischen Anzündelement 16 zugewandt ist, kann eine Bohrung von z. B. 2 bis 6 mm aufweisen. Diese Bohrung ist vorzugsweise mit einem dünnen einseitig klebenden Band aus Kunststoff verschlossen. Die Anzündflamme aus dem elektrischen Anzündelement 16 durchschlägt, bzw. verbrennt das Klebeband wesentlich leichter als den Deckel des metallischen Ladebehälters 25 der Anzündverstärkungsladung 2. Dadurch wird eine schnellere Umsetzung der Anzündverstärkungsladung 2 erreicht sowie eine schnellere Anzündung der Übertragungsladung 49 des TLANZ und der Treibladung der Patrone. Beim Anzündvorgang schießt der Anzündstrahl ausgehend vom Anzündelement 16 durch die Bohrung 38 und den Deckel des Ladebehälters 25 in die Anzündverstärkungsladung 2 und zündet diese an. Mittig vom Grund der Sackbohrung 34 führt vorzugsweise eine erste konische Düse 39 in eine vorzugsweise zweite konische Düse 40. Die erste konische Düse 39 ist zwischen der Anzündverstärkungsladung 2 und der zweiten konischen Düse 40 angeordnet. Die zweite konische Düse 40 öffnet sich in Richtung des Flammleitrohres 12 und der darin angeordneten Übertragungsladung 49. Auf dem Außenumfang des zweiten Gewindeteils 31 ist ein Gewinde 32b aufgebracht, mit dem die gesamte eben beschriebene Anzündeinheit 42 mit weiteren Teilen des Anzünders verbunden wird.
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Zur Verbindung der Anzündeinheit 42 mit einem Flammleitrohr 12 ist ein Adapterrohr 4 vorgesehen, welches zwei endseitig eingebrachte Sackbohrungen 43a, 43b mit jeweils einem Gewinde 44a, 44b aufweist. Verbunden sind die Sackbohrungen 43a, 43b durch eine Bohrung 45. Auf der Innenwand der Bohrung 45 ist ein O-Ring 41 eingelassen. Dieser dient gegenüber dem von einer Buchse 46 gehaltenen Innenliner 8 zur besseren Abdichtung der Übertragungsladung 49 gegen Feuchtigkeit. Zur zweiten konischen Düse 40 hin ist am Ende der Sackbohrung 43a eine Siebscheibe 5 angeordnet, welche vom stirnseitigen Ende des Düsenelements 3 auf die Schulter 47 an der Bohrung 45 gepresst wird. Die Siebscheibe 5 verschließt im Falle des Einsatzes von „ benite strands” als Übertragungsladung 49 die zweite konische Bohrung 40.
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In die Sackbohrung 43b ist bei einer ersten Ausführungsform über das Gewinde 44b ein Flammleitrohr 12 eingeschraubt (siehe 1), welches hierzu auf seinem Außenumfang ein hierzu passendes Gegengewinde 48 aufweist. Die im Flammleitrohr 12 angeordnete Übertragungsladung 49 ragt aus dem Flammleitrohr 12 heraus und führt durch die Bohrung 45 bis zur Siebscheibe 5 und liegt an ihr an.
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Die Erfindung wird anhand von vier Abbildungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1- eine Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen Zündvorrichtung;
- 2.1 - eine vergrößerte Darstellung der Anzündeinheit 42 bestehend aus dem Bodenstück 1 mit dem Polstück 14, der Isolierhülse 15, dem Anzündelement 16, der Anzündhütchenaufnahme 17, der Anzündverstärkungsladung 2 und dem Düsenelement 3;
- 2.2 - eine Schnittdarstellung des Düsenelementes 3;
- 3 - eine Teildarstellung des Adapterrohrs 4 mit der Siebscheibe 5 und dem Innenliner 8;
- 4 - eine Teildarstellung einer Ausführungsform des Flammleitrohres 12 mit dem Verschlussstück 9
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Flammleitrohr 12 aus einem äußeren Metallrohr mit verschiedenen Austrittsbohrungen 50. Zur Abdichtung ist von außen ein Schrumpfschlauch 13 aufgezogen. In speziellen Ausführungsformen kann zusätzlich im Inneren zwischen der Übertragungsladung 49 und der Innenseite des Metallrohrs ein Innenliner 8 angeordnet sein. Dieser dient zur besseren Abdichtung gegenüber Feuchtigkeit und/oder Bestandteilen der Treibladung.
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Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist nur der Innenliner 8 dargestellt. Die Übertragungsladung 49 im Inneren des Flammleitrohrs 12 besteht bevorzugt aus Ringtabletten. Sie kann auch aus stabförmig gepressten Anzündmischungen, so genannten „benite strands“ bestehen.
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4 zeigt das Flammleitrohr 12 einzeln mit seinem Schrumpfschlauch 13 auf der Außenfläche. Das der Anzündeinheit 42 abgewandte Ende des Flammleitrohrs 12 ist verschieden auszubilden.
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Der erfindungsgemäße pyrotechnische Anzünder zur Anzündung von pyrotechnischen Treibladungen oder Explosivstoffen umfasst ein zur gleichmäßigen Zündung der Treibladung verwendetes Flammleitrohr 12, das mit einem zylinderförmigen Bodenstück 1 verbunden und in eine Kartuschenhülse einschraubbar ist, wobei zwischen dem Flammleitrohr 12 und dem einem zylinderförmigen Bodenstück 1 ein Düsenstück 3 vorgesehen ist, welches das Anzündelement 16 im Bodenstück 1 fixiert und mindestens eine erste Düse 39 besitzt, die die Verbindung zur im Flammleitrohr 12 angeordneten Übertragungsladung 49 gewährleistet.
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Vorzugsweise ist zwischen dem Flammleitrohr 12 und der ersten Düse 39 eine zweite Düse 40 vorgesehen.
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Weiterhin kann das Düsenstück 3 mit den Gewindeteilen 30, 31 das Bodenstück 1 mit dem Adapterrohr 4 und dem Flammleitrohr 12 verbunden sein.
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Alternativ dazu kann das Düsenstück 3 in das offene Ende des Flammleitrohrs 12 eingelegt und mit diesem zusammen in das Bodenstück 1 eingeschraubt sein.
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Vorteilhafter Weise ist bei Verwendung von „benite strands“ als Übertragungsladung 49 eine Siebscheibe 5 auf die zweite Düse 40 aufgelegt.
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Besonders bevorzugt ist eine Siebscheibe 5, die Durchbrechungen besitzt, welche zentrisch angeordnet und von kreisförmigen sowie radial angeordneten Stegen getrennt sind.
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Für Flammleitrohre mit einem L/D-Verhältnis zwischen 2 und 4 werden vorzugsweise solche Düsenstücke 3 verwendet, die lediglich eine erste Düse 39 aufweisen.
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Für Flammleitrohre mit einem L/D-Verhältnis zwischen 5 und 15 ist die Verwendung eines Düsenstücks 3 mit einer ersten Düse 39 und einer zweiten Düse 40 bevorzugt.
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Nachfolgend wird die Erfindung weiter erläutert.
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Das Flammleitrohr 12 besteht aus einem Metallrohr, welches auf einer Seite nicht vollständig durchbohrt ist, um so einen besonders stabilen einseitigen Verschluss zu schaffen. Der Treibladungsanzünder ist auf der Abschlussseite entweder durch ein Abschlussstück über ein Gewinde mit dem Flammleitrohr abgeschlossen oder das Flammleitrohr ist direkt durch Kneifung geschlossen.
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Ein ähnlich aufgebautes Flammleitrohr, welches nicht vollständig durchgebohrt ist, kann auch in Anzündern für Mörsermunition verwendet werden.
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Die Austrittsöffnungen am Ende des Flammleitrohres 12 sind durch Flammöffnungen 10a geschaffen, welche eine Richtung von ca. 45° nach vorne in den Treibladungspulverraum aufweisen, um dadurch eine gerichtete Abströmung von Gasen und heißen Partikeln und somit eine bessere Anzündung zum Beispiel im vorderen Teil der Patrone zu erreichen.
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Die pyrotechnische Übertragungsladung 49 im Innern des Flammleitrohrs 12 besteht bevorzugt aus Ringtabletten. Sie kann auch aus stabförmig gepressten Anzündmischungen (benite strands) oder aus zylindrischen Tabletten bestehen.
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Herkömmliche Treibladungsanzünder für Panzerbordmunition im Kaliber 120 weisen z. B. eine Länge zwischen 180 mm und 300 mm auf. Um die Durchschlagsleistung eines die kinetische Energie nutzenden Durchschlagsgeschosses (KE-Penetrators) zu erhöhen, kann es notwendig sein, dessen Länge zu maximieren. Zum Patronenboden hin wird die Länge des Penetrators durch den Treibladungsanzünder beschränkt.
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Um einen besonders langen KE-Penetrator verwenden zu können, darf der verwendete Treibladungsanzünder eine gewisse Länge nicht überschreiten. Das L/D-Verhältnis soll dabei zwischen 2 und 4 liegen (siehe 4). L beträgt hier 60 mm bis 100 mm und ist die Länge des Flammleitrohrs 12 und D ist der Durchmesser des Flammleitrohrs 12.
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Durch folgende Maßnahmen können die Herstellkosten des Anzünders gesenkt werden:
- 1) Die Verbindung des Bodenstücks 1 mit dem Flammleitrohr 12 und des Flammleitrohrs 12 mit dem Verschlussstück 9 kann mittels Laserschweißen erfolgen.
- 2) Das Material des Flammleitrohres 12,
- 3) das Material des Bodenstückes 1 und
- 4) das Material des Abschlussstückes besteht aus Automatenstahl.
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Durch den erfindungsgemäßen Aufbau ist die konstruktive Eigenheit des Anzünders selbst abdichtend.
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Das Polstück 14 fügt sich so in das Bodenstück 1 ein, dass ein ansteigender Druck auf der Seite des Polstücks 14 zu einem Anpressen des Polstücks 14 auf die Stirnwand 25 des Bodenstücks 1 führt. Zwischen Polstück 14 und Bodenstück 1 befindet sich eine Isolierhülse 15 aus Vulkanfiber (Hydratzellulose). Diese wird mit zunehmendem Gasdruck zusammengepresst und stellt einerseits die Gasdichtigkeit, andererseits die elektrische Isolation der beiden Komponenten (Polstück 14 und damit Polstift 36 des Anzündelements 16 und dem Außenumfang des Anzündelements 16 und damit der Anzündhütchenaufnahme 17 sowie dem Bodenstück 1 sicher.
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Das Material des Polstücks 14 besteht vorzugsweise aus der Legierung CuNi3 Si1, welche korrosionsfest ist und eine hohe mechanische Belastbarkeit aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bodenstück
- 2
- Anzündverstärkungsladung
- 3
- Düsenelement
- 4
- Adapterrohr
- 5
- Siebscheibe
- 6
- O-Ring
- 7
- Gewinde
- 8
- Innenliner
- 9
- Verschlussstück
- 10
- Flammöffnung a, b
- 11
- Längsachse
- 12
- Flammleitrohr
- 13
- Schrumpfschlauch
- 14
- Polstück
- 15
- Isolierhülse
- 16
- Anzündelement
- 17
- Anzündhütchenaufnahme
- 18
- Außengewinde
- 19
- Auskragung
- 20
- erste Sacklochbohrung
- 21
- zweite Sacklochbohrung
- 22
- geschlossenes Ende
- 23
- offenes Ende
- 24
- Auflagefläche
- 25
- Ladebehälter
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Fortsatz
- 28
- Bohrung
- 29
- Ende
- 30
- erstes Gewindeteil
- 31
- zweites Gewindeteil
- 32
- Außengewinde a, b
- 33
- Auskragung
- 34
- Sackbohrung
- 35
- Sackbohrung
- 36
- Polstift
- 37
- Polbohrung
- 38
- Bohrung
- 39
- erste Düse
- 40
- zweite Düse
- 41
- O-Ring
- 42
- Anzündeinheit
- 43
- Sackbohrung a, b
- 44
- Gewinde a, b
- 45
- Bohrung
- 46
- Buchse
- 47
- Schulter
- 48
- Gegengewinde
- 49
- Übertragungsladung
- 50
- Ausnehmung
- 51
- Isolierbuchse
- 52
- Isolierscheibe
