DE2206468C2 - Elektrische Zündung - Google Patents

Description

Patronenhülsen sind ein verhältnismäßig schwerer Bestandteil der Munition, die außerdem den Nachteil haben, daß sie ziemlich kostspielig sind. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, hülsenlose Patronen herzustellen.

Die bisher erfolgreichsten Konstruktionen sind hülsenlose Patronen mit festem Treibsatz und Perkussionszünder sowie hülsenlose Patronen mit Treibsätzen aus gepreßter Schießbaumwolle, die mittels in der Waffe komprimierter Luft gezündet wurden.

In Sprengkapseln und auch In elektrischen Zündhütchen werden schon seit geraumer Zelt elektrische Spaltzünder verwendet, die aus Gemischen von leitenden Materialien und Explosivstoffen, wie Bleistyphanat, Kupferacetylid oder Bleiazid, bestehen. Diese Systeme sind an fest mit dem Zündmaterial verbundene Elektroden gebunden, die nach dem Abschuß entweder zerstört sind, wie Im Fall der Sprengkapsel, oder die nach dem Schuß zusammen mit der Patronenhülse aus der Waffe entfernt werden. In beiden Fällen Ist es ohne Belang, ob die verwendeten leitenden Materlallen, wie auch die Explosivstoffe, zu Ablagerungen an den Elektroden führen oder nicht.

Es ist auch mehrfach versucht worden, für hülsenlose Patronen elektrische Zündung vorzusehen. Dazu wurde vorgeschlagen, eine dünne Metallfolie an die Bodenseite eines Treibsatzes zu kleben und diese Folie mittels zweier Elektroden, durch die ein Stromstoß geschickt wird, durchzubrennen und so den Treibsatz zu zünden. Derartige Zünder sind beispielsweise In der DE-OS 2101 418 und in der DE-OS 15 78 234 beschrieben. Auch Drahtbrücken werden für diesen Zweck eingesetzt. Diese Zünder haben jedoch die Nachtelle des extrem hohen Strombedarfs für die Folie und der unzureichenden Kontaktsicherheit der Drahtbrücke und vor allem hinterlassen sie metallische Ablagerungen an den Elektroden, die die Funktion der Waffe beeinträchtigen und letztlich unmöglich machen.

Hülsenlose Patronen für elektrische Zündung und insbesondere deren Zündmittel müssen beim Abfeuern jeden Schusses rückstandsfrei verbrennen und dürfen keinerlei Ablagerungen in der Waffe und insbesondere an deren Zündelektrode hinterlassen, wenn diese ein Bestandteil der Waffe ist und für viele Tausende von Schüssen funktionsfähig bleiben muß. Eine weitere Forderung für eine derartige hülsenlose Patrone ist unempfindlich gegenüber Stoß und Reibung sowie gegen Feuchtigkeit.

Hieraus ergab sich die Aufgabe, eine elektrische Zündung zu entwickeln, die bei geringem Strombedarf eine sichere Einleitung des Zündvorgangs gewährleistet und rückstandsfrei abbrennt, ohne Ablagerungen in der Waffe und Insbesondere an deren Zündelektroden zu hinterlassen und die gegenüber Stoß und Reibung unempfindlich 1st.

Es wurde eine elektrische Zündung für hülsenlose Patrone, bestehend aus einem Geschoß und einem über eine spezielle Ausformung aus Geschoßboden damit mechanisch fest verbundenen Treibsatz, der ein an seinem Boden und/oder seiner Außenfläche angeordnetes elektrodenloses Zündplättchen mit einer Halblelter-Kontaktschicht aufweist, gefunden. Erfindungsgemäß besteht dieses Zündplättchen aus der Halbleiter-Kontaktschicht und einer Zündschicht, wobei die Halbleiter-Kontaktschlcht aus Metallsulfiden, insbesondere Elsensulfide, Phosphlden, Siliciden oder Bonden oder aber aus Nitrocellulose, amorphem Antimon und/oder feinkristallinem Antimon besteht.

Die erfindungsgemäße Zündung wird im folgenden in seiner Anwendung für hülsenlose Patronenmunition im einzelnen beschrieben. Die hülsenlose Patrone für elektrische Zündung besteht, wie In Flg. 1 dargestellt, aus dem Geschoß 1, dem Treibsatz 2 und dem elektrodenlosen Zündplättchen 3 der Erfindung. Das Zündplättchen 3 kann In anderen Ausführungsformen auch als Ummantele lung des Treibsatzes oder, wie In F1 g. 2 dargestellt, als vollständige Umhüllung des Treibsatzes ausgeführt sein. Das Geschoß 1 weist im Gegensatz zu dem sonst üblichen flachen oder als Hohlkehle ausgebildeten Geschoßboden vorteilhaft eine zapfenförmlge Verlängerung des Geschoßbodens auf. Dieser leicht konische Zapfen hält den aufgepreßten Treibsatz 2 fest. Nach einer anderen Ausführungsform kann der Treibsatz 2 einen Teil des Geschosses 1 umhüllen und wird außerdem zur Erzielung einer festeren Verbindung voü Treibsatz und Geschoß mittels eines ringförmigen Innenwulstes 10 Im Treibsatz 2, der In eine Rille Im Geschoß eingreift, sowie durch einen kurzen konischen Zapfen 8 des Treibsatzes 2, der von dem über den Boden des Geschosses 1 hinausragenden Geschoßmantel umschlossen wird, am Geschoß festgehalten, wie In Flg. 3 dargestellt. Diese Patronentype trägt die Ausziehrille 9 nicht zwischen Treibsatz und Geschoß, wie In Flgl 1 und 2 ersichtlich, sondern welter rückwärts, nahe dem Patronenboden.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen den schichtweisen Aufbau verschiedener Ausführungsformen der Zündung der Erfindung.

Die In Flg. 4 dargestellte Zündung besteht aus der Zündschicht 4 und der Halblelter-Kontaktschlcht 5. Die Zündschicht 4 besteht vorteilhaft aus Nitrocellulose und Kallumplkrat. Um die Sauerstoffbilanz zu verbessern, kann den beiden Komponenten noch ein Sauerstoffträger, wie Bariumnitrat, zugesetzt werden. Die Komponenten werden zusammen mit einem Lösungsmittel für Ni-

trocellulose, wie Aceton oder Äther-Alkohol, gründlich durchgeknetet und anschließend zu einem Band ausgewalzt. Die Dicke des Bandes beträgt etwa 0,3 mm. Nach teilweiser oder vollständiger Trocknung des Bandes wird dasselbe mit der Kontaktschicht 5 verr.eh.en. Dies geschieht mit Hilfe einer Beschichtungsmaschlne, um eine gleichmäßige Schichtstärke zu erzielen.

Die Kontaktschicht 5 kann auch vorteilhaft aus Nitrocellulose bestehen, die als Bindemittel dient, und aus mit amorphem Antimon durchsetztem kristallinem Antimon. Das amorphe Antimon erteilt der so zusammengesetzten Schicht Halbleitereigenschaften, die bewirken, daß unter Stromfluß ausgebildete Stromhahnen mit höherer Elektronendichte durch thermische Elektronenbeschleunigung eine weitaus rapidere Aufheizung erfahren als daneben befindliche Strombahnen mit geringerer Elektronendichte. Dieser Effekt bewirkt, daß zur Einleitung der Zündung nur ein sehr kleiner Ausschnitt der Koi.taktschichtfläche zwischen den Elektroden durch elektrische Energie aufgeheizt werden muß und nicht die gesamte Fläche.

Dies 1st der Grund für den geringen Strombedarf dieser Ausführungsform der Erfindung. Zur Erhöhung der Brenntemperatur und der Zündfreudigkeit kann die Halbleiter-Kontaktschlcht 5 noch einen Sprengstoff, Insbesondere Kallumplkrat, enthalten.

Die Herstellung dieser Halbleiter-Kontaktschicht geschieht so, daß die Nitrocellulose zuerst in einem Lösungsmittel, wie Aceton, aufgelöst wird und dann die anderen Komponenten der Lösung zugesetzt werden. Nach gründlichem Durchmischen wird das erhaltene Gemisch In pastöser oder flüssiger Form auf die bandförmige Zündschicht 4 aufgetragen. Die Dicke der Halbleiter-Kontaktschlcht Ist etwa 0,01 mm.

Fl g. 5 zeigt den Aufbau einer Zündung mit der Zündschicht 4, der Halbleiter-Kontaktschicht 5 und einer Oberschicht 6, die aus Halbleiterkörpern, vorzugsweise Antimon-Halbleiterkörpern, und einem Isolierenden Bindemittel, wie Nitrocellulose oder anderen isolierenden Füllstoffen besteht.

Die Zündschicht 4 setzt sich entsprechend den diesbezüglichen Angaben zu Fig. 4 zusammen. Die Halbleiter-Kontaktschicht 1st vorteilhaft durch Veränderung des Mengenverhältnisses von amorphem Antimon und kristallinem Antimon In der elektrischen Leitfähigkeit erhöht. Der Oberschicht 6 fehlt jedoch das elektrische Leitvermögen parallel zur Schichtebene. Dies wird dadurch erreicht, daß die Antlmon-Halblelterkörper von Isolierkörpern odei Isolierendem Füllmaterial, wie beispielsweise Nitrocellulose, umgeben sind. Dadurch erfolgt der Stromfluß von der Elektrode über die Antimon-Halblelterkörper der Oberschicht axial zur darunterliegenden Halblelter-Kontaktschicht 5. Dabei wird an einigen Berührungsstellen zwischen den Antlmon-Halbleiterkörpern der Oberschicht 6 und der Halbleiter-Kontaktschlcht 5 eine Aufheizzone von sehr kleinem Ausmaß u.id hoher Temperatur erzielt, was zu einer weiteren Senkung des Strombedarfs der Zündeinrichtung führt.
Fig. 6 zeigt den Aufbau einer Zündung mit einer

ίο Easlsfolle 7, die aus nicht-poröser oder poröser Nitrocellulose besteht und lediglich als Trägermaterial für eine wesentlich dünnere Zündschicht 4 dient, die bereits bei einer Dicke von 0,1 mm genügend Zündenergie entwikkelt, um klelnkallbrige Patronen zu zünden.

Anstelle von Halbleiter-Materialien auf der Basis der genannten Antimon-Modifikationen können auch andere Halbieiter-Systeme, wie Metallsulfide, Silicide und Boride, verwendet werden. Von den Sulfiden hat sich Eisensulfid als Halblelterkomponente besonders bewährt.

Der Treibsatz besteht in der Hauptsache aus Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt von etwa 11%. Um eine ausreichende Brenngeschwindigkeit zu erhalten, muß der Treibsatz porös sein. Die Porosität des Treibsatzes darf jedoch eine gewisse Größe nicht überschreiten, weil sonst eine zu starke Verminderung der mechanischen Festigkeit bei gleichzeitiger Erhöhung der Feuchtigkeitsaufnahme eintritt. Zur Erhöhung und Regelung der Brenngeschwindigkeit des Treibsatzes werden daher in die Poren oder Kavernen des Nltrocellulose-Körpers Sauerstoffträger, wie Barium- oder Kaliumnitrat, oder schnellbrennende Sprengstoffe, wie Ammonium- oder Kallumpikrat, eingelagert. Da die Porosität des Treibsatzes durch Herauslösen eines Porenbildungsmittels aus dem bereits vorgeformten Nltrocellulose-Körper In der Siedehitze erfolgt, muß das meist wasserlösliche Beschleunigungsmittel nach dem Kochprozeß in den Treibsatz eingebracht werden. Dies geschieht In der Welse, daß vorgeformte und poröse Treibsätze z. B. In eine heiße, l%lge Kaliumpikratlösung gebracht werden und durch Wechsel von Vakuum und Druck mit der Lösung getränkt werden. Anschließend werden die Treibsätze von der Kallumplkratlösung getrennt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Durch das Abkühlen kristallisiert In den Poren der Treibsätze Kaliumpikrat aus. Die nunmehr eine geringe Menge Kallumplkrat enthaltende restliche Lösung wird anschließend durch Abschleudern aus den Treibsätzen entfernt.

Die Zündung der Erfindung erfordert nur einen geringen Strombedarf zur Auflösung des Zündvorgangs und

so brennt danach vollkommen rückstandsfrei ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrische Zündung für hülsenlose Patrone, bestehend aus einem Geschoß und einem über eine spezielle Ausformung am Geschoßboden damit mechanisch fest verbundenen Treibsatz, der ein an seinem Boden und/oder seiner Außenfläche angeordnetes elektrodenloses Zündplättchen mit einer HaIbleiter-Kontaktschlcht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündplättchen (3) aus der HaIblelter-Kontaktschicht (5) und einer Zündschicht (4) besteht und daß die Halbleiter-Kontaktschicht (5) aus Metallsulfiden, Insbesondere Eisensulfid, Phosphiden, Siliciden oder Bonden oder aber aus Nitrocellulose, amorphem Antimon und/oder feinkristallinem Antimon besteht.

2. Elektrische Zündung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halblel'er-Kontaktschlcht (5) einen Sprengstoff, Insbesondere Kaliumpikrat, enthält.

3. Elektrische Zündung nach den Ansprüchen 1 bis

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündschicht (4) aus Nitrocellulose und Kallumplkrat besteht.

4. Elektrische Zündung nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündplättchen (3) mit einer aus Halbleiter-Körpern und einem silierenden Bindemittel, wie Nitrocellulose oder andere isolierende Füllstoffe, bestehenden Oberschicht (6) versehen 1st.