DE19936650A1

DE19936650A1 - cartridge

Info

Publication number: DE19936650A1
Application number: DE19936650A
Authority: DE
Inventors: Thomas Weise; Hans Karl Haak
Original assignee: TZN FORSCHUNGS- und ENTWICKLUNGSZENTRUM UNTERLUES GmbH; Tzn Forschung & Entwicklung
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 1999-05-10
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: DE19936650C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Patrone (1) mit elektrothermischer Zündvorrichtung. DOLLAR A Um zu erreichen, daß auch Patronen (1) mit schwer anzündbarem Treibladungspulver (4) mit hoher Ladungsdichte ein reproduzierbares Abbrennverhalten aufweisen, schlägt die Erfindung vor, in der mit Treibladungspulver gefüllten Hülse (5) der Patrone (1) spezielle sich axial durch das Treibladungspulver (4) erstrechende Anzündkanäle vorzusehen, die im wesentlichen aus Treibladungspulver-Röhren (14-16; 14'-16') bestehen, welche jeweils einen mit der Hochspannungselektrode (9) verbundenen Draht (11-13) umschließen oder die innenseitig mit einer die Hochspannungselektrode (9) kontaktierenden elektrisch leitenden Schicht (20-22) versehen sind.The invention relates to a cartridge (1) with an electrothermal ignition device. DOLLAR A To achieve that cartridges (1) with hard to ignite propellant powder (4) with high charge density have reproducible burning behavior, the invention proposes in the cartridge (1) filled with propellant powder, the cartridge (1) special axially through to provide ignition channels which compute the propellant charge powder (4) and which essentially consist of propellant charge powder tubes (14-16; 14'-16 '), each of which encloses a wire (11-13) connected to the high-voltage electrode (9) or which on the inside an electrically conductive layer (20-22) contacting the high-voltage electrode (9) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Patrone mit elektrothermischer Zündvorrichtung.The invention relates to a cartridge with an electrothermal Igniter.

Bei bekannten Patronen mit elektrothermischer Zündvorrichtung wird zur Zündung des Treibladungspulvers im bodenseitigen Bereich der entsprechenden Patrone ein drahtförmiger Leiter von einem derart hohen Strom durchflossen, daß er explosions artig verdampft und einen energiereichen Lichtbogen erzeugt. Der Lichtbogen zündet dann das entsprechende Treibladungs pulver an.In known cartridges with an electrothermal ignition device is used to ignite the propellant powder in the bottom Area of the corresponding cartridge is a wire-shaped conductor flowed through such a high current that it explosions vaporizes well and creates an energetic arc. The arc then ignites the corresponding propellant charge powder on.

Als nachteilig hat sich erwiesen, daß bei diesen bekannten Patronen durch die Erzeugung des bodenseitigen Lichtbogens zunächst nur ein relativ geringer Prozentsatz an Treibla dungspulver gezündet wird und sich insbesondere bei schwer anzündbaren Treibladungspulvern (LOVA) häufig kein reprodu zierbares Abbrennverhalten des Treibladungspulvers ergibt.It has been found to be disadvantageous that these are known Cartridges by generating the arc on the bottom initially only a relatively small percentage of greenhouse gas powder is ignited and especially when heavy ignitable propellant powders (LOVA) often no reprodu discernible burning behavior of the propellant powder results.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Patrone der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei welcher auch schwer anzündbare Treibladungspulver mit hoher Ladedichte ein reproduzierbares Abbrennverhalten aufweisen, ohne daß dadurch die Leistung und/oder die Hochspannungsfestigkeit der Patrone negativ beeinflußt wird.The present invention has for its object a Specify a cartridge of the type mentioned at the beginning propellant powder with a high ignition rate that is difficult to ignite Loading density have a reproducible burning behavior, without the Performance and / or the high voltage strength of the cartridge is adversely affected.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3 gelöst. Weitere vor teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.This object is solved by the features of claims 1 and 3. More before partial embodiments of the invention disclose the subclaims.

Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, in der mit Treibladungs pulver gefüllten Hülse spezielle sich axial durch das Treibladungspulver erstreckende Anzündkanäle vorzusehen, die im wesentlichen aus Treibladungspulver-Röhren be stehen, welche einen mit der Hochspannungselektrode verbundenen Draht um schließen oder innenseitig mit einer die Hochspannungselektrode kontaktierenden elektrisch leitenden Schicht versehen sind.Essentially, the invention is based on the idea of using propellant powder-filled sleeve special axially extending through the propellant powder Provide ignition channels, which be essentially from propellant powder tubes stand around a wire connected to the high voltage electrode close or inside with a contacting the high voltage electrode electrically conductive layer are provided.

Wird die Hochspannungselektrode mit einer entsprechenden Energieversorgungs anlage verbunden, so verdampfen die in den Treibladungspulver-Röhren befindli chen Drähte bzw. die Metallisierung der Treibladungspulver-Röhren schlagartig und erzeugen im Inneren jeder Röhre einen Lichtbogenplasmakanal. Über diese Plasma kanäle erfolgt dann der weitere Stromfluß und es wird Energie mit hoher Leistung über Strahlungstransportmechanismen an die Umgebung abgegeben. Diese Ener gieabgabe führt zur raschen Anzündung der Treibladungsröhren und zu deren Frag mentierung. Die brennenden Fragmente der Treibladungsröhren sowie die freigege bene Lichtbogenstrahlung verursachen dann ein schnelles und gleichmäßiges An zünden des Treibladungspulvers.Will the high voltage electrode with an appropriate power supply connected to the system, the vaporized in the propellant powder tubes evaporate Chen wires or the metallization of the propellant powder tubes suddenly and create an arc plasma channel inside each tube. About this plasma channels then the further flow of electricity takes place and it becomes energy with high power released to the environment via radiation transport mechanisms. This Ener Giabgabe leads to the rapid ignition of the propellant tubes and their question mentation. The burning fragments of the propellant tubes as well as the exposed ones The arc radiation then causes a quick and even turn on ignite the propellant powder.

Vorteilhafterweise sollten die Treibladungspulver-Röhren radiale Öffnungen besitzen, so daß eine möglichst schnelle Übertragung der Energie an das umgebende Pulver bett erfolgt und dessen Anzündung bewirkt.Advantageously, the propellant powder tubes should have radial openings, so that the fastest possible transfer of energy to the surrounding powder bed is done and causes its ignition.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind mindestens drei Anzündkanäle vorgesehen, wobei die Hochspan nungselektrode auf ihrer dem Innenraum der Patronenhülse zu gewandten Seite als Stromverteiler ausgebildet ist.In an advantageous embodiment of the invention At least three ignition channels are provided, the high voltage voltage electrode on the inside of the cartridge case facing side is designed as a power distributor.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispiel. Es zeigen:Further details and advantages of the invention emerge from the following embodiment explained with reference to figures example. Show it:

Fig. 1 den Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Patrone mit drei Anzündkanälen; Fig. 1 is a longitudinal section through an embodiment of a cartridge of the invention with three Anzündkanälen;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Querschnittes durch die in Fig. 1 dargestellte Patrone entlang der dort mit II-II bezeichneten Linie und Fig. 2 is an enlarged view of the cross section through the cartridge shown in Fig. 1 along the line designated II-II and

Fig. 3 den Fig. 2 entsprechenden Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Patrone. Fig. 3 corresponding to Fig. 2 cross section of another embodiment of the cartridge according to the invention.

In Fig. 1 ist mit 1 eine großkalibrige Patrone (z. B. zum Ver schießen aus einer Panzerwaffe) bezeichnet, die zur Zündung über einen Schalter 2 mit einer Energiequelle 3 verbunden ist. Die entsprechende Waffe, in der sich die Patrone 1 be findet, wurde aus Übersichtlichkeitsgründen nicht darge stellt.In Fig. 1, 1 designates a large-caliber cartridge (z. B. for shooting from an armored weapon), which is connected to the ignition via a switch 2 with an energy source 3 . The corresponding weapon, in which the cartridge 1 is found, was not shown for reasons of clarity.

Die Patrone 1 umfaßt eine mit Treibladungspulver 4 gefüllte Hülse 5 aus einem verbrennbaren Material und einen die Treib ladungshülse 5 bodenseitig abschließenden aus Metall beste henden Hülsenboden 6. Die verbrennbare Hülse 5 ist im Bereich ihres hülsenbodenseitigen Endes 7 formschlüssig zwischen einem Isolierformteil 8 und dem Hülsenboden 6 fixiert.The cartridge 1 comprises a column filled with propellant charge powder 4 sleeve 5 of a combustible material and the propellant charge case 5 bottom side final metal best Henden sleeve base. 6 The combustible sleeve 5 is positively fixed in the region of its end 7 on the sleeve bottom between an insulating molded part 8 and the sleeve bottom 6 .

In dem Hülsenboden 6 ist mittig eine gegenüber diesem elektrisch isolierte Hochspan nungselektrode 9 angeordnet, die durch das Isolierformteil 8 hindurchgeführt und mit einer als Stromverteiler wirkenden Metallscheibe 10 verbunden ist.In the sleeve bottom 6 , an electrically insulated high-voltage electrode 9 is arranged in the middle, which passes through the molded insulating part 8 and is connected to a metal plate 10 acting as a current distributor.

An dem Stromverteiler 10 sind drei elektrisch leitende Drähte 11-13 befestigt, die jeweils axial durch eine aus Treibladungspulver bestehende Röhre 14-16 hindurchgeführt (Fig. 2) und im Bereich des Hülsendeckels 17 der Treibladungshülse 5 mit einem ringförmigen Kontaktteil 18 verbunden sind. Das Kontaktteil 18 kontaktiert seinerseits die auf Erdpoten tial liegende Innenwand der nicht dargestellten Waffe.On the power distributor 10 , three electrically conductive wires 11-13 are fastened, each of which is passed axially through a tube 14-16 made of propellant powder ( FIG. 2) and is connected to an annular contact part 18 in the region of the sleeve cover 17 of the propellant charge sleeve 5 . The contact part 18 in turn contacts the inner wall of the weapon, not shown, lying on earth potential.

Die Treibladungspulver-Röhren 14-16 sind mit mehreren über Länge und Umfang verteilt angeordneten radialen Öffnungen 19 versehen.The propellant powder tubes 14-16 are provided with a plurality of radial openings 19 distributed over their length and circumference.

Zum Verschießen der Patrone 1 wird der Schalter 2 geschlossen und die mit einer Reihe von aufgeladenen Kondensatoren bestückte Energiequelle (bei einer Spannung bis zu 40 kV) schlagartig entladen. Der dabei auftretende Entladestrom führt zur elektrischen Explo sion der Drähte 11-13 und zur Einleitung von Lichtbogenentladungen innerhalb der Treib ladungspulver-Röhren 14-16. Die Röhren werden durch die Lichtbögen angezündet und schlagartig auseinandergerissen. Die auseinanderfliegenden brennenden Fragmente der Röhren 14-16 sowie die freigegebene Lichtbogenstrahlung bewirken dann eine schnelle und gleichmäßige Anzündung des in der Hülse befindlichen Treibladungspulvers 4, wel ches sich zusammen mit der verbrennbaren Hülse 5 daraufhin umsetzt. To fire the cartridge 1 , the switch 2 is closed and the energy source equipped with a number of charged capacitors is suddenly discharged (at a voltage of up to 40 kV). The discharge current that occurs leads to the electrical explo- sion of the wires 11-13 and to the initiation of arcing within the propellant charge powder tubes 14-16 . The tubes are ignited by the arcs and suddenly torn apart. The flying fragments of the fragments of the tubes 14-16 and the released arc radiation then bring about a rapid and uniform ignition of the propellant powder 4 located in the sleeve, which then converts together with the combustible sleeve 5 .

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge stellt, bei dem zur Erzeugung eines Lichtbogens keine Drähte vorgesehen, sondern elektrisch leitende Schichten 20-22 auf die Innenseiten der Treibladungspulver-Röhren 14'-16' aufge bracht sind. Die Schichten 20-22 sind einerseits mit dem Stromverteiler 10 (Fig. 1) und andererseits über Drähte mit dem Kontaktteil 18 verbunden. In Fig. 3, an embodiment of the invention is Darge provides, in which no wires are provided to generate an arc, but electrically conductive layers 20-22 are brought up on the inside of the propellant powder tubes 14 '- 16 '. The layers 20-22 are connected on the one hand to the current distributor 10 ( FIG. 1) and on the other hand to the contact part 18 via wires.

Reference list

11

Patrone
cartridge

22nd

Schalter
switch

33rd

Energiequelle
Energy source

44th

Treibladungspulver
Propellant powder

55

Hülse, Treibladungshülse
Sleeve, propellant charge sleeve

66

Hülsenboden
Sleeve bottom

77

Ende (Hülse)
End (sleeve)

88th

Isolierformteil
Insulating molded part

99

Hochspannungselektrode
High voltage electrode

1010th

Stromverteiler, Metallscheibe
Power distributor, metal disc

11-1311-13

Drähte
Wires

14-1614-16

Röhren, Treibladungspulver-Röhren
Tubes, propellant powder tubes

1414

'-'-

1616

' Röhren, Treibladungspulver-Röhren
'Tubes, propellant powder tubes

1717th

Hülsendeckel
Sleeve cover

1818th

Kontaktteil
Contact part

1919th

radiale Öffnungen
radial openings

20-2220-22

elektrisch leitende Schicht
electrically conductive layer

Claims

1. Cartridge with electrothermal igniter with the features:

a) the cartridge ( 1 ) comprises an at least partially filled sleeve ( 5 ) with propellant powder ( 4 ) and a sleeve ( 5 ) on the bottom end of the sleeve base ( 6 );
b) a high-voltage electrode ( 9 ) is arranged on the sleeve base ( 6 );
c) on its side facing the interior of the sleeve ( 5 ), the high-voltage electrode ( 9 ) is connected to the first end of at least one electrically conductive wire ( 11-13 ) which extends axially through the propellant charge powder ( 4 ) and which its second end in the front region of the propellant charge sleeve ( 5 ) is connected to a contact part ( 18 );
d) the electrically conductive wire (11-13) is charge casing at least in a portion of the propellant (5) axially by a consisting of propellant powder tube (14 - passed 16).

2. Cartridge according to claim 1, characterized in that the tube consisting of propellant powder ( 14-16 ) is supported on the bottom on the high-voltage electrode ( 9 ).

3. Cartridge with electrothermal igniter with the features:

a) the cartridge ( 1 ) comprises a sleeve ( 5 ) which is at least partially filled with propellant powder ( 4 ) and a sleeve bottom ( 6 ) which closes the sleeve ( 5 ) at the bottom;
b) a high-voltage electrode ( 9 ) is arranged on the sleeve base ( 6 );
c) on its side facing the interior of the sleeve ( 5 ), the high-voltage electrode ( 9 ) is connected to the first end of at least one tube ( 14 '- 16 ') which consists of propellant powder and extends axially through the propellant powder ( 4 ) and which is provided on the inside with an electrically conductive layer ( 20-22 ) contacting the high-voltage electrode ( 9 );
d) the electrically conductive layer ( 20-22 ) is connected on its end facing away from the high-voltage electrode ( 9 ) via an electrical wire with a contact part ( 18 ) arranged in the front region of the propellant charge sleeve ( 5 ).

4. Cartridge according to one of claims 1 to 3, characterized in that the best from propellant powder existing tube ( 14-16 ; 14 '- 16 ') is provided with a plurality of radial openings ( 19 ) distributed over length and circumference.

5. Cartridge according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least three tubes ( 14 - 16 ; 14 '- 16 ') axially through the propellant powder ( 4 ) located in the sleeve ( 5 ) and that the high voltage electrode ( 9 ) is designed on its side facing the interior of the sleeve ( 5 ) as a current distributor.

6. Cartridge according to claim 5, characterized in that the current distributor ( 10 ) consists of a metal disc.

7. Cartridge according to one of claims 1 to 6, characterized in that the annular contact part ( 18 ) in the region of the sleeve cover ( 17 ) of the sleeve ( 5 ) is arranged.

8. Cartridge according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sleeve ( 5 ) consists of a combustible material.