DE102013010256A1

DE102013010256A1 - Verfahren zum Abdichten eines Geschosses

Info

Publication number: DE102013010256A1
Application number: DE102013010256.1A
Authority: DE
Inventors: Boris-Johannes Fürst; Andreas Schellhorn; Kurt Bühler
Original assignee: Junghans Microtec GmbH
Current assignee: Junghans Microtec GmbH
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: EP2816313A1; DE102013010256B4; US20150247713A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten eines Geschosses (6) mit einer Wandung (10) gegen einen bei Abschuss des Geschosses (6) auftretenden Treibladungsgasdruck, bei dem eine Treibladung (4) gezündet wird und das Geschoss (6) von außen mit dem Treibladungsgasdruck beaufschlagt wird. Um das Geschoss (6) bei dessen Abschuss zuverlässig gegen ein Eindringen von Treibladungsgas von außen in sein Inneres abzudichten, wird vorgeschlagen, dass eine Kontaktverbindung (22) einer in einem Kanal (14) der Wandung (10) angeordneten elektrischen Schnittstelle (16) durch den Treibladungsgasdruck im Kanal (14) bewegt wird und eine Dichtung (24) in einen Dichtungssitz (28) einpresst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten eines Geschosses mit einer Wandung gegen einen bei Abschuss des Geschosses auftretenden Treibladungsgasdruck, bei dem eine Treibladung gezündet wird und das Geschoss von außen mit dem Treibladungsgasdruck beaufschlagt wird.
Moderne, großkalibrige Munition ist oftmals mit einem Geschoss ausgestattet, das Steuerelemente, eine Steuerelektronik und ggf. einen Suchkopf mit einem optischen Sensor aufweist. Mittels eines elektronischen Zielsuchersystems ist es einem Schützen möglich, ein Bild eines Zielobjektes aufzunehmen und die zugehörigen Bilddaten vor Abschuss des Geschosses über eine Datenleitung an die Steuerelektronik des Geschosses zu übermitteln. Hierfür müssen Steuerdaten vom Zielsuchersystem des Schützen an die Steuerelektronik des Geschosses übertragen werden.
Da sich die Steuerelektronik im Inneren des Geschosses befindet, während sich das Zielsuchersystem des Schützen außerhalb des Geschoss befindet, wird eine elektrische Schnittstelle benötigt, die eine elektrische Verbindung zwischen der Steuerelektronik und dem Zielsuchersystem durch eine Wandung des Geschosses hindurch ermöglicht. Die elektrische Schnittstelle befindet sich zweckmäßigerweise in einem Kanal der Wandung des Geschosses.
Bei Abschuss des Geschosses entsteht heißes Treibladungsgas mit einem Gasdruck von mehreren 1000 bar, mit dem das Geschoss von außen beaufschlagt und im Lauf oder Rohr beschleunigt wird. Ein Eindringen des heißen Treibladungsgases in das Innere des Geschosses führt zu einer Beschädigung der darin befindlichen Steuerelektronik, sodass hierdurch eine Flugsteuerung des Geschosses durch die Steuerelektronik funktionsunfähig gemacht werden kann. Daher muss die elektrische Schnittstelle treibladungsgasdruckdicht abgedichtet werden.
Eine solche elektrische Schnittstelle ist aus DE 10 2005 029 325 B4 bekannt. Die Abdichtung dieser elektrischen Schnittstelle wird mit einem metallischen Presskörper erreicht, der treibladungsgasdruckdicht in die Wandung eingepresst ist und in dem ein metallischer Kontaktstift angeordnet ist. Auf der Wandung oder dem Presskörper ist eine elektrische Isolierschicht aufgebracht, die die Wandung vom Presskörper elektrisch isoliert. Um gegen bei Abschuss des Geschosses entstehende, extreme Treibladungsgasdrücke abzudichten, muss der Presskörper fest eingepresst sein und sehr eng sitzen und die Isolierschicht muss dünn sein.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Geschoss gegen ein Eindringen von Treibladungsgas von außen in sein Inneres zuverlässig abgedichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß eine Druckeinheit einer in einem Kanal der Wandung angeordneten elektrischen Schnittstelle durch den Treibladungsgasdruck im Kanal bewegt wird und eine Dichtung in einen Dichtungssitz einpresst.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine elektrische Isolierschicht, die sich beim Stand der Technik auf einer Wandung oder auf einem Presskörper befindet, beschädigt werden kann, wenn sich der Presskörper während der Montage beim Einpressen in die Wandung verkantet. Eine Beschädigung der elektrischen Isolierschicht kann die elektrische Schnittstelle unbrauchbar machen, wenn aufgrund der Beschädigung ein elektrischer Kontakt zwischen der Wandung und der Kontaktverbindung entsteht.
Auf eine leicht zu beschädigende Isolierschicht kann verzichtet werden, wenn ein elektrisch isolierender Presskörper verwendet wird. Dieser muss jedoch aufgrund der extremen Treibladungsgasdrücke und Temperaturen bei Abschuss des Geschosses sehr beständig sein, so dass nur Keramik oder Glas als Materialien in Frage kommen.
Versuche haben jedoch gezeigt, dass ein Presskörper aus Glas oder Keramik aufgrund der extremen Treibladungsgasdrücke moderner Geschosse bei Abschuss Risse bilden kann, wodurch die Dichtigkeit der elektrischen Schnittstelle beeinträchtigt wird.
Die Erfindung löst diese Probleme dadurch, dass die Druckeinheit im Kanal beweglich angeordnet ist. Dadurch kann sie die Dichtung durch den Treibladungsgasdruck in den Dichtungssitz einpressen. Der Treibladungsgasdruck wird somit zur Abdichtung des Kanals selbst herangezogen. Hierdurch entsteht der Vorteil, dass der Kanal vor dem Abschuss nicht so dicht abgedichtet werden muss. Auf einen Presskörper kann verzichtet werden. Anstelle dessen kann ein Einsatz der Schnittstelle bei der Montage erheblich lockerer in den Kanal eingesetzt werden. Hierdurch wird die Gefahr der Beschädigung einer elektrischen Isolierung deutlich reduziert.
Der Kanal ist ein Durchgang in der Wandung des Geschosses, der zusammen mit einer Kontaktverbindung eine elektrische Kontaktierung durch die Wandung hindurch herstellt. In bevorzugter Weise ist der Kanal zylindersymmetrisch. Als Achse des Kanals ist hierbei seine Symmetrieachse zu verstehen.
Eine Kontaktverbindung ist ein elektrisches Verbindungselement, das zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer im Geschoss befindlichen Steuerelektronik und einem außerhalb des Geschosses angeordneten elektrischen System vorbereitet ist. Die Kontaktverbindung kann eine Steckverbindung zum Aufstecken eines Steckers aufweisen.
Der Kanal kann eine Verjüngung aufweisen, auf der die Dichtung insbesondere flächig aufliegen kann. Der Dichtungssitz kann durch eine solche Auflagefläche gebildet sein. Weitere Ausgestaltungen des Kanals können mehrere Verjüngungen sowie mehrere Dichtungssitze, die jeweils eine Auflagefläche ihrer Verjüngung umfassen können, aufweisen.
Als Bewegung der Druckeinheit unter Einwirkung von Treibladungsgasdruck wird eine Verschiebung der Druckeinheit relativ zur Wandung aufgefasst. Vorteilhafterweise erfolgt die Bewegung parallel zur Achse des Kanals. In bevorzugter Weise umfasst die Bewegung eine Strecke von zumindest 0,05 mm, insbesondere zumindest 0,1 mm.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Druckeinheit eine Kontaktverbindung der elektrischen Schnittstelle. Hierdurch kann die Schnittstelle besonders kompakt bauend ausgeführt werden.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Druckeinheit bei Auftreten des Treibladungsgasdrucks einen senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt parallel zur Achse des Kanals in den Dichtungssitz einpresst. Es kann hierdurch ein besonders großer Druck auf den Dichtungssitz und damit eine gute Abdichtung erzielt werden. Allgemein kann die Dichtung einen oder mehrere Dichtungsabschnitte aufweisen, wobei ein Dichtungsabschnitt senkrecht, parallel oder schräg zur Achse des Kanals ausgerichtet sein kann.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Dichtung einen parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt aufweist. Dieser umgibt die Druckeinheit, insbesondere die Kontaktverbindung, zweckmäßigerweise radial. Dieser Dichtungsabschnitt kann bei der Bewegung der Druckeinheit, z. B. durch ein Druckelement der Druckeinheit, in den Kanal hinein verpresst werden, zweckmäßigerweise so, dass er radial zwischen der Druckeinheit und der Wandung eingepresst wird und so den Kanal gegen ein Eindringen von Treibladungsgas abdichtet.
Wie bereits ausgeführt, kann die Druckeinheit bzw. die Kontaktverbindung locker im Kanal eingesetzt sein, so dass eine Beschädigung der Dichtung beim Einsetzen vermieden wird. Hierbei sollte der Halt der Kontaktverbindung im Kanal jedoch so fest sein, dass sie auch bei Rüttelbewegungen des Geschosses, z. B. bei einem Transport, nicht aus dem Kanal fällt. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Schnittstelle durch die Kontaktverbindung und die Dichtung witterungsdicht abgedichtet ist.
Es ist daher vorteilhaft, wenn die Druckeinheit mit der Dichtung nur vorgepresst in den Kanal eingesetzt ist. Es wird hierdurch die Bewegung der Druckeinheit im Kanal bei Auftreten des Treibladungsgasdrucks ermöglicht, die ein besonders dichtes Einpressen der Dichtung in den Dichtungssitz bewirkt. Vorteilhafterweise wird die Dichtung beim Einpressen durch die Druckeinheit radial stärker als bei der Vorpressung in den Kanal eingepresst, was ein zuverlässiges Abdichten des Kanals gegen ein Eindringen von Treibladungsgas bewirkt.
Vorteilhafterweise weist die Dichtung einen senkrecht und einen parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt auf. Vorteilhaft ist, wenn die durch die Bewegung der Kontaktverbindung auf einen senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt verursachte Druckkraft größer, insbesondere zumindest 30 mal größer, als die bei der Bewegung der Kontaktverbindung verursachte Reibungskraft entlang eines parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitts ist. Dadurch wird ein festes Einpressen der Dichtung bei der Bewegung der Kontaktverbindung ermöglicht. Zweckmäßigerweise ist der senkrechte Dichtungsabschnitt weiter innen angeordnet, als der parallele Dichtungsabschnitt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Druckeinheit bei Auftreten des Treibladungsgasdrucks einen ersten Dichtungsabschnitt, insbesondere einen weiter innen angeordneten, senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt, zeitlich vor einem zweiten Dichtungsabschnitt einpresst, der insbesondere ein weiter außen angeordneter, parallel zur Achse des Kanals ausgerichteter Dichtungsabschnitt ist.
Ein Einpressen zweier Dichtungsabschnitte zeitlich nacheinander kann erreicht werden, wenn ein Spalt zwischen der Druckeinheit und einem Dichtungsabschnitt liegt. So übt das Druckelement beispielsweise erst dann einen Druck auf einen parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt aus, wenn ein senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteter Dichtungsabschnitt zuvor hinreichend stark verpresst wurde.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Munition mit einer Treibladung und einem Geschoss. Das Geschoss weist eine Wandung, die einen Innenraum des Geschosses von einem Außenraum um das Geschoss trennt, und eine elektrische Schnittstelle auf, die mit einer Dichtung versehen ist und in einem Kanal in der Wandung angeordnet ist.
Eine zuverlässige Abdichtung des Innenraums des Geschosses kann erreicht werden, wenn erfindungsgemäß eine Druckeinheit im Kanal derart relativ zur Wandung beweglich gelagert ist, dass sie bei ihrer durch einen bei Abschuss des Geschosses entstehenden Treibladungsgasdruck verursachten Bewegung die Dichtung gegen die Wandung presst. Zweckmäßigerweise ist die Druckeinheit eine Kontaktverbindung. Die Druckeinheit bzw. die Kontaktverbindung kann von der Dichtung umgeben sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Dichtung eine Napfform aufweist. Das Druckelement ist vorteilhafterweise im Napf der Dichtung angeordnet.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Dichtung einen weiter innen angeordneten, senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt und einen weiter außen angeordneten, parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt aufweist.
Zur Herstellung der Schnittstelle wird vorteilhafterweise zunächst die Dichtung auf die Druckeinheit aufgesetzt, insbesondere auf diese aufgepresst. Alternativ kann die Dichtung auf die Druckeinheit aufgespritzt werden, z. B. durch thermisches Spritzen, dann werden Druckeinheit und Dichtung in den Kanal eingesetzt. Vorteilhaft ist es, wenn die Druckeinheit mit der Dichtung vorgepresst in die Wandung des Geschosses eingesetzt ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Druckeinheit mit der Dichtung beim Transport des Geschosses sicher im Kanal angeordnet bleibt. Außerdem kann dadurch eine Abdichtung gegen Feuchtigkeit, z. B. während einer Lagerung der Munition, erreicht werden.
Die Anordnung von Druckeinheit und Dichtung im Kanal ist zweckmäßigerweise so beweglich gelagert, dass bei Abschuss des Geschosses eine durch den Treibladungsgasdruck verursachte Bewegung der Kontaktverbindung möglich ist, bei der die Dichtung gegen die Wandung gepresst wird.
Vorteilhafterweise weist die Dichtung mehrere Dichtungsabschnitte auf, die in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung pro Dichtungsabschnitt eine eigene Kontaktfläche mit der Wandung haben. Dies hat den Vorteil, dass eine bessere Abdichtwirkung erzielt werden kann. Die Dichtungsabschnitte können einen weiter innen angeordneten, senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteten und einen weiter außen angeordneten, parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt umfassen. In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Dichtung einen weiter innen angeordneten, parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt und einen weiter außen angeordneten senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt außen auf.
Zweckmäßigerweise hat zumindest ein Dichtungsabschnitt die Form eines Hohlzylinders. Dieser kann auf der Innenseite der Wandung des Geschosses einen Boden mit einer insbesondere kreisförmigen Öffnung aufweisen, durch die eine Kontaktverbindung geführt sein kann. Sinnvollerweise bildet der Mantel des Hohlzylinders einen weiter außen angeordneten, parallel zur Achse der Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt und der Boden des Hohlzylinders kann einen weiter innen angeordneten, senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt bilden.
Eine gute Dichtwirkung der Dichtung im Kanal kann erreicht werden, wenn ein parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitts beim Abschuss parallel zur Achse nach innen gedrückt wird und dabei einen radialen Druck auf die Wandung ausübt. Ein der Abdichtung förderlicher Radialdruck kann erreicht werden, wenn die Höhe des parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitts das maximal 20-fache, insbesondere das maximal 8-fache, seiner Dicke beträgt. Es kann ein festes radiales Einpressen des parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitts zwischen der Kontaktverbindung und der Wandung erfolgen. Für ein möglichst festes radiales Verpressen ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Dicke des parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitts zumindest 0,1 mm, insbesondere zumindest 0,3 mm, beträgt.
Vorteilhafterweise ist die Druckeinheit mit einer Verdickung versehen, deren maximale Dicke sinnvollerweise größer als die minimale Dicke einer Verjüngung des Kanals ist, die einen Dichtungssitz bildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umgibt ein parallel zur Achse des Kanals ausgerichteter Dichtungsabschnitt eine zylindrische Verdickung der Druckeinheit radial. Hinsichtlich einer guten Abdichtwirkung beträgt die Dicke des parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitts zumindest 10%, insbesondere zumindest 15%, der Dicke der Verdickung.
Die Verjüngung des Kanals kann kontinuierlich oder stufenförmig sein. Vorteilhaft ist eine stufenförmige Verjüngung. Die Verdickung kann beispielsweise eine zylindrische Form oder die Form eines Kegelabschnitts haben. Vorzugsweise hat die Druckeinheit eine Verdickung mit einer Schulter, durch die ein senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteter Dichtungsabschnitt gegen den Dichtungssitz einpressbar ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Druckeinheit ein Druckelement auf. Das Druckelement kann bei der Bewegung der Druckeinheit ein Einpressen eines Dichtungsabschnitts zwischen der Druckeinheit und der Wandung bewirken. Bei einer Dichtung mit mehreren Dichtungsabschnitten kann der durch das Druckelement einpressbare Dichtungsabschnitt ein weiter außen angeordneter Dichtungsabschnitt sein. Ist der weiter außen angeordnete Dichtungsabschnitt parallel zur Achse des Kanals ausgerichtet, so ist der Dichtungsabschnitt vorteilhafterweise durch das Druckelement radial zwischen der Kontaktverbindung und der Wandung einpressbar.
Sinnvollerweise ist das Druckelement durch einen Spalt radial von der Wandung beabstandet, so dass die Druckeinheit elektrisch von der Wandung isoliert ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Druckeinheit ein Druckelement aufweist, welches von Dichtungsabschnitt der Dichtung durch einen Spalt beabstandet ist. Wegen des Spaltes ist es möglich, dass der Dichtungsabschnitt vor einem anderen Dichtungsabschnitt einpressbar ist, so dass eine Abdichtwirkung in zwei Teilschritten erzielt werden kann. Zweckmäßigerweise ist der Spalt zwischen dem Druckelement und einem weiter außen angeordneten, parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt angeordnet. Auf diese Weise ist er nach einem weiter innen angeordneten und insbesondere senkrecht zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt einpressbar.
Vorzugsweise enthält die Dichtung dielektrisches Material. Auf eine zusätzliche elektrische Isolierschicht auf der Dichtung oder der Wandung des Geschosses, die die Druckeinheit und insbesondere die Kontaktverbindung elektrisch von der Wandung des Geschosses isoliert, kann verzichtet werden. Besonders vorteilhaft ist eine Dichtung aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff, der ggf. faserverstärkt sein kann.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Munition aufweisend eine Treibladung und ein Geschoss mit einer Wandung und einer in einem Kanal der Wandung angeordneten elektrischen Schnittstelle mit einer Kontaktverbindung und einer Dichtung, die einen parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten und die Kontaktverbindung radial umgebenden Dichtungsabschnitt aufweist, der die Kontaktverbindung gegen die Wandung abdichtet.
Eine zuverlässige Abdichtung des Innenraums des Geschosses kann dadurch erreicht werden, dass die Kontaktverbindung erfindungsgemäß mindestens ein Druckelement aufweist, das den parallel zur Achse des Kanals ausgerichteten Dichtungsabschnitt zumindest teilweise radial überdeckt.
Weist die Dichtung mehrere Dichtungsabschnitte auf, so kann der parallel ausgerichtete Dichtungsabschnitt weiter außen oder weiter innen im Kanal angeordnet sein. Vorteilhafterweise ist die Dichtung napfförmig ausgeführt, insbesondere in der Form eines Hohlzylinders.
Die Kontaktverbindung ist zweckmäßigerweise im Kanal so locker zu halten, dass die Kontaktverbindung bei Einwirken von Druckkräften auf die Kontaktverbindung, die aus einem bei Abschuss des Geschosses entstehenden Treibladungsgasdruck resultieren, einpressbar ist. Das hat den Vorteil, dass die Dichtung ihrerseits durch die Kontaktverbindung einpressbar ist.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombinierbar.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und/oder mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
Es zeigen:
1 eine Munition mit einer Treibladung und einem Geschoss mit einer Steuerelektronik und einer elektrischen Schnittstelle,
2 die elektrische Schnittstelle aus 1 mit einer in einer vergrößerten Darstellung,
3 eine alternative elektrische Schnittstelle und
4 eine weitere elektrische Schnittstelle mit einer Kontaktverbindung mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt.
1 zeigt eine Munition 2 mit einer Treibladung 4 und einem Geschoss 6, das von einer Haltevorrichtung 8 an einer Rückwand der Munition 2 gehalten wird. Die Haltevorrichtung hat eine Sollbruchstelle, die das Geschoss 6 bei Abschuss freigibt, so dass es von der Treibladung 4 beschleunigt werden und nach vorne abfliegen kann.
Das Geschoss 6 hat eine Wandung 10, die einen Innenraum des Geschosses 6 von einem Außenraum um das Geschoss 6 trennt. Im Innenraum des Geschosses 6 befindet sich eine Steuerelektronik 12. Von außen ist das Geschoss 6 von der Treibladung 4 umgeben.
In einem Kanal 14 in der Wandung 10 des Geschosses 6 ist eine elektrische Schnittstelle 16 angeordnet. Eine Datenleitung 18 verbindet die im Geschoss 6 befindliche Steuerelektronik 12 mit einem außerhalb der Munition 2 angeordneten elektrischen System 20.
2 zeigt die elektrische Schnittstelle 16 in der Wandung 10 eines Geschosses 6 in einer vergrößerten Darstellung. Die elektrische Schnittstelle 16 ist mit einer Druckeinheit 22 ausgeführt, die in den dargestellten Ausführungsbeispielen als eine metallische Kontaktverbindung ausgestaltet ist und das gleiche Bezugszeichen trägt, wie die Druckeinheit 22. Es ist jedoch auch möglich, ein Druckelement unabhängig von einer Kontaktverbindung und ohne eine elektrische Leitungsfunktion zu gestalten. Der Kanal 14 der Wandung 10 ist zylindersymmetrisch und hat eine stufenförmige Verjüngung 26, die einen inneren Teil eines Dichtungssitzes 28 bildet.
Die Kontaktverbindung 22 reicht vollständig durch den Kanal 14 und ist von einer Dichtung 24 umgeben. Die Kontaktverbindung 22 weist ein Druckelement 30 und eine zylindrische Verdickung 32 mit einer Schulter 34 auf. Die Dichtung 24 hat die Form eines Hohlzylinders. Dieser ist parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtet und weist auf der Innenseite der Wandung 10 einen Boden mit einer kreisförmigen Öffnung auf, durch die die Kontaktverbindung 22 geführt ist. Der Mantel des Hohlzylinders bildet einen weiter außen angeordneten, parallel zur Achse 36 der Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 38. Der Boden bildet einen weiter innen angeordneten, senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 40.
Der parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 38 umgibt die Verdickung 32 der Kontaktverbindung 22 radial und liegt in einem radialen Teil des Dichtungssitzes 28 an. Der senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 40 liegt auf dem axialen Teil des Dichtungssitzes 28 auf. Ein Spalt 42 beabstandet das Druckelement 30 vom parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 38. Ein weiterer Spalt 44 beabstandet das Druckelement 30 der Kontaktverbindung 22 radial von der Wandung 10.
Die Verdickung 32 der Kontaktverbindung 22 hat einen Durchmesser von 3 mm. Der Kanal 14 hat einen Durchmesser von 4 mm. Der parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 38 sowie der senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 40 weisen eine Dicke von 0,5 mm auf. Der parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 38 weist eine Höhe von 3 mm auf.
Zur Herstellung der Schnittstelle 16 wird die napfförmige Dichtung 24 um die Kontaktverbindung 22 gestülpt, insbesondere auf der Verdickung 32 der Kontaktverbindung verpresst, so dass die Dichtung 24 die Kontaktverbindung 22 radial zusammendrückt. Anschließend wird die Kontaktverbindung 22 mit der Dichtung 24 in den Kanal 14 eingesetzt, und zwar so, dass die Kontaktverbindung 22 auch bei starkem Schütteln nicht aus dem Kanal 14 herausgeworfen wird. Die Dichtung 24 dichtet den Kanal 14 regendicht ab, so dass die innen liegenden Bauteile des Geschosses 6 vor Witterungseinflüssen geschützt sind. Bei einem Druck von außen von über 100 bar wird die relativ locker im Kanal 14 liegende Kontaktverbindung nach innen bewegt, so dass sie sich auf den inneren Dichtungsabschnitt 40 anpresst.
Bei Abschuss des Geschosses 6 wird die Treibladung 4 der Munition 2 gezündet. Das dabei entstehende Treibladungsgas mit einem Gasdruck von etwa 6000 bar drückt von außen auf das Geschoss 6. Der Druck verursacht ein Abbrechen der Haltevorrichtung 8 und führt zu einer Beschleunigung des Geschosses 6 entlang eines Laufs. Der Treibladungsgasdruck wirkt insbesondere auch auf die Kontaktverbindung 22 der elektrischen Schnittstelle 16 ein.
Die beweglich gelagerte Kontaktverbindung 22 presst bei ihrer durch den Treibladungsgasdruck verursachten Bewegung mit der Schulter 34 ihrer Verdickung 32 zunächst den senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 40 in den Dichtungssitz 28. Dadurch wird eine erste Abdichtwirkung erreicht. Aufgrund des Spaltes 42 zwischen dem Druckelement 30 und dem parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 38 presst die Kontaktverbindung 22 zunächst noch nicht auf den parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 38. Hierdurch wird der innere Dichtungsabschnitt 40 zunächst mit größtmöglichem Druck zusammengepresst, so dass er eventuell beim Abschuss entstehende Risse im Kanal 14 abdichtet.
Ist der senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 40 so weit eingepresst, dass das Druckelement 30 der Kontaktverbindung 22 den parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 38 berührt, beginnt das Druckelement 30 einen Druck auf diesen Dichtungsabschnitt 38 auszuüben. Der Dichtungsabschnitt 38 wird nach innen gedrückt und bewirkt daher eine radiale Druckkraft gegen die Kontaktverbindung 22 und die Wandung 10. Dadurch wird eine zusätzliche Abdichtwirkung erreicht, indem nun auch der Spalt zwischen der Verdickung 32 der Kontaktverbindung 22 und der Kanalwandung durch den radialen Druck des Dichtungsabschnitts 38 abgedichtet wird. Der Kanal 14 ist zuverlässig abgedichtet und die Steuerelektronik 12 des Geschosses 6 ist geschützt.
In 3 ist eine alternative Ausgestaltung der elektrischen Schnittstelle 16 in der Wandung 10 eines Geschosses 6 dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den 1 und 2, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert und nicht erwähnte Merkmale sind in den folgenden Ausführungsbeispielen übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.
Der Kanal 14 hat eine Verjüngung 26 mit zwei Stufen, von denen eine einen weiter außen liegenden axialen Dichtungssitz 46 und die andere einen weiter innen liegenden radialen Dichtungssitz 48 bildet. Die Dichtung 24 hat auf der Innenseite der Wandung 10 des Geschosses 6 keinen Boden, jedoch auf der Außenseite der Wandung 10 des Geschosses 6 einen Kragen, der den Mantel des Hohlzylinderabschnitts der Dichtung 24 radial überragt und nach innen hin eine kreisförmige Öffnung aufweist, durch die die Kontaktverbindung 22 geführt ist.
Der Mantel des Hohlzylinders bildet wieder den parallel zur Achse 36 der Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 38, der in diesem Ausführungsbeispiel jedoch weiter innen angeordnet ist. Der Deckel bildet in diesem Fall den senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 40, der in diesem Ausführungsbeispiel jedoch weiter außen angeordnet ist. Der senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 40 liegt auf dem weiter außen angeordneten Dichtungssitz 46 auf. Das Druckelement 30 der Kontaktverbindung 22 liegt auf dem senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 40 auf.
Auch bei der in 3 dargestellten elektrischen Schnittstelle 16 presst die Kontaktverbindung 22 bei ihrer durch den Treibladungsgasdruck verursachten Bewegung zunächst den senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 40 ein. Dies ist bei dieser elektrischen Schnittstelle 16 auf einen Spalt 50 zurückzuführen, der die Verdickung 32 der Kontaktverbindung 22 und den parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichteten Dichtungsabschnitt 38 axial von der Wandung 10 beabstandet.
Ist der senkrecht zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 40 so weit in den weiter außen angeordneten Dichtungssitz 46 eingepresst, dass der parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 38 den weiter innen angeordneten Dichtungssitz 48 berührt, beginnt die Kontaktverbindung 22 den parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtete Dichtungsabschnitt 38 radial zwischen der Kontaktverbindung 22 und der Wandung 10 einzupressen.
In 4 ist eine weitere mögliche Ausgestaltung der in 1 abgebildeten elektrischen Schnittstelle 16 in der Wandung 10 eines Geschosses 6 dargestellt. Die Verdickung 32 der Kontaktverbindung 22 weist zwei Abschnitte auf: einen weiter außen angeordneten, zylindrischen Abschnitt 52 und einen weiter innen angeordneten, kegelstumpfförmigen Abschnitt 54. Ein Spalt 56 beabstandet den zylindrischen Abschnitt 52 der Verdickung 32 der Kontaktverbindung 22 radial von der Wandung 10.
Die Dichtung 24 umgibt die Verdickung 32 der Kontaktverbindung 22 teilweise. Die Dichtung 24 hat die Form eines Zylinders. Dieser ist parallel zur Achse 36 des Kanals 14 ausgerichtet und weist eine Aussparung entlang der Achse 36 des Kanals 14 auf, durch die die Kontaktverbindung 22 geführt ist. Die Aussparung weist einen weiter außen angeordneten, zylindrischen Abschnitt und einen an diesen anschließenden weiter innen angeordneten, kegelstumpfförmigen Abschnitt auf. Die beiden Abschnitte der Aussparung unterteilen die Dichtung 24 in einen weiter außen angeordneten, den zylindrischen Abschnitt der Verdickung 32 umgebenden Dichtungsabschnitt 58 und einen weiter innen angeordneten, den kegelstumpfförmigen Abschnitt der Verdickung 32 umgebenden Dichtungsabschnitt 60.
Die Kontaktverbindung 22 presst bei ihrer durch den Treibladungsgasdruck verursachten Bewegung den weiter innen angeordneten Dichtungsabschnitt mit der Verdickung 32 radial gegen die Wandung 10 und axial gegen die Verjüngung 26, so dass also die von der Kontaktverbindung 22 auf den inneren Dichtungsabschnitt ausgeübte Druckkraft sowohl eine zur Achse 36 des Kanals 14 senkrechte als auch eine zu ihr parallele Richtungskomponente aufweist. Dadurch wird ein zuverlässiges Abdichten der elektrischen Schnittstelle 16 erreicht.
Bezugszeichenliste

2: Munition
4: Treibladung
6: Geschoss
8: Haltevorrichtung
10: Wandung (von 6)
12: Steuerelektronik
14: Kanal (von 10)
16: elektrische Schnittstelle
18: Datenleitung
20: elektrisches System
22: Kontaktverbindung
24: Dichtung
26: Verjüngung
28: Dichtungssitz (in 14 für 24)
30: Druckelement (von 22)
32: Verdickung (von 22)
34: Schulter (von 32)
36: Achse (von 14)
38: Parallel (zu 36) ausgerichteter Dichtungsabschnitt (von 24)
40: Senkrecht (zu 36) ausgerichteter Dichtungsabschnitt (von 24)
42: Spalt (zwischen 30 und 38)
44: Spalt (zwischen 10 und 30)
46: Weiter außen angeordneter Dichtungssitz (in 14 für 24)
48: Weiter innen angeordneter Dichtungssitz (in 14 für 24)
50: Spalt (zwischen 10 und 32 sowie zwischen 10 und 38)
52: Zylindrischer Abschnitt (von 32)
54: Kegelstumpfförmiger Abschnitt (von 32)
56: Spalt (zwischen 10 und 32)
58: Weiter außen angeordneter Dichtungsabschnitt (von 24)
60: Weiter innen angeordneter Dichtungsabschnitt (von 24)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005029325 B4 [0005]

Claims

Verfahren zum Abdichten eines Geschosses (6) mit einer Wandung (10) gegen einen bei Abschuss des Geschosses (6) auftretenden Treibladungsgasdruck, bei dem eine Treibladung (4) gezündet wird und das Geschoss (6) von außen mit dem Treibladungsgasdruck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckeinheit (22) einer in einem Kanal (14) der Wandung (10) angeordneten elektrischen Schnittstelle (16) durch den Treibladungsgasdruck im Kanal (14) bewegt wird und eine Dichtung (24) in einen Dichtungssitz (28) einpresst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (22) eine Kontaktverbindung der elektrischen Schnittstelle (16) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (22) bei Auftreten des Treibladungsgasdrucks einen senkrecht zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (40) parallel zur Achse (36) des Kanals (14) in den Dichtungssitz (28) einpresst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (22) bei Auftreten des Treibladungsgasdrucks einen parallel zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (38) radial zwischen der Druckeinheit (22) und der Wandung (10) einpresst, so dass der Dichtungsabschnitt den Kanal (14) gegen ein Eindringen von Treibladungsgas abdichtet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (22) mit der Dichtung (24) in den Kanal (14) vorgepresst eingesetzt ist und die Druckeinheit (22) bei Auftreten des Treibladungsgasdrucks durch ihre Bewegung die Dichtung (24) radial stärker als bei der Vorpressung in den Kanal (14) einpresst, so dass die Dichtung (24) den Kanal (14) gegen ein Eindringen von Treibladungsgas abdichtet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (22) bei Auftreten des Treibladungsgasdrucks einen weiter innen angeordneten, senkrecht zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (40) zeitlich vor einem weiter außen angeordneten, parallel zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (38) einpresst.
Munition (2) aufweisend eine Treibladung (4) und ein Geschoss (6) mit einer Wandung (10), die einen Innenraum des Geschosses (6) von einem Außenraum um das Geschoss (6) trennt, und einer elektrischen Schnittstelle (16), die eine Dichtung (24) aufweist und in einem Kanal (14) in der Wandung (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckeinheit (22) im Kanal (14) derart relativ zur Wandung (10) beweglich gelagert ist, so dass sie bei ihrer durch einen bei Abschuss des Geschosses (6) entstehenden Treibladungsgasdruck verursachten Bewegung die Dichtung (24) gegen die Wandung (10) presst.
Munition (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (24) eine Napfform aufweist mit einem weiter innen angeordneten, senkrecht zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (40) und einem weiter außen angeordneten, parallel zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (38).
Munition (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (24) einen parallel zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (38) aufweist, dessen Höhe das maximal 20-fache, insbesondere das maximal 8-fache, seiner Dicke beträgt.
Munition (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (24) einen parallel zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (38) aufweist, dessen Dicke zumindest 10%, insbesondere zumindest 15%, der Dicke des von ihm umgebenen Abschnitts der Druckeinheit (22) beträgt.
Munition (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) eine einen Dichtungssitz (28) bildende, stufenförmige Verjüngung (26) und die Druckeinheit (22) eine eine Schulter (34) bildende Verdickung (32) aufweisen, durch die ein senkrecht zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteter Dichtungsabschnitt (40) gegen den Dichtungssitz (28) einpressbar ist.
Munition (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (22) ein Druckelement (30) aufweist, durch das ein parallel zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteter Dichtungsabschnitt (38) bei der Bewegung der Druckeinheit (22) radial zwischen der Druckeinheit (22) und der Wandung (10) einpressbar ist, so dass sich der Dichtungsabschnitt den Kanal (14) gegen ein Eindringen von Treibladungsgas abdichtet.
Munition (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (30) von Wandung (10) durch einen Spalt (44) radial beabstandet ist.
Munition (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinheit (22) ein Druckelement (30) aufweist, welches von einem weiter außen angeordneten, parallel zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (38) durch einen Spalt (42) beabstandet ist, so dass ein weiter innen angeordneter, senkrecht zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteter Dichtungsabschnitt (40) vor dem weiter außen angeordneten, parallel zur Achse (36) des Kanals (14) ausgerichteten Dichtungsabschnitt (38) einpressbar ist.
Munition (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (24) aus einem Kunststoff besteht, der die Druckeinheit (22) von der Wandung (10) elektrisch isoliert.