DE2553717A1

DE2553717A1 - Zuendvorrichtung

Info

Publication number: DE2553717A1
Application number: DE19752553717
Authority: DE
Inventors: Bjoern Olof Herman Dip Simmons
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1974-11-29
Filing date: 1975-11-28
Publication date: 1976-06-10
Also published as: GB1535733A; FR2292947B1; SE396246B; SE7414990L; FR2292947A1

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & \'ARTNER

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. RICHARD GLAWE, MÖNCHEN DIPL.-ING. KLAUS DELFS, HAMBURG DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL, MÖNCHEN DIPL.-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHL, HAMBURG

8 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (089) 22 65 48 TELEX 52 25 05

MÜNCHEN A 67

2 HAMBURG13 POSTFACH 2570 ROTHENBAUM-CHAUSSEE 58 TEL. (040)41020 08 TELEX 21 29 21

Aktiebolaget Bofors
Bofors / Schweden

Zündvorrichtung

Die Erfindung "betrifft eine Zündvorrichtung, die eine
Zündladung verwendet, die gezündet werden kann.

Die Zündvorrichtung wird üblicherweise in feuerwaffen zur Zündung einer Treibladung für ein Geschoß oder ein anderes Projektil verwendet, wobei die Zündvorrichtung auf der Rückseite der Treibladung angebracht ist und sich in diese erstreckt.

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Für die Funktionsweise der Zündvorrichtung bestehen verschiedene Anforderungen, und zwar, daß u.a. eine Zündung der Treibladung erreicht werden kann, die einen stoßfreien inneren ballistischen Effekt in der Waffe und an dem Projektil und den dazugehörigen (Teilen, eine möglichst geringe Veränderung der Druckentwicklung der Treibladung und eine kurze Zeit bis zur vollen Zündung ergibt, welche eine hohe Feuerrate ermöglicht.

Es sind verschiedene Arten von Zündvorrichtungen bekannt. Die sogenannte Kurz-Zündvorrichtung, bei der die Zündladung in einer Kammer enthalten ist, die eine Austrittsöffnung aufweist, über welche die Zündladung die Treibladung zündet, ist für lange Treibladungen nicht geeignet, insbesondere dann, wenn diese darüber hinaus körniges Pulver enthalten. In diesem Fall bewirkt die Kurz-Zündvorrichtung eine volle Zündung des Treibladungspulvers im hintersten Teil der Treibladung, was zur Folge hat, daß dabei ein Kolbeneffekt auftritt, der ein Auftreffen der Ladung auf dem Projektil bewirkt, was wiederum zur Folge hat, daß das Pulver im vorderen Teil der Treibladung zerdrückt werden kann. Tests in dieser Hinsicht haben ergeben, daß ein Projektil zum Ansetzer bewegt werden konnte, ohne daß der erzeugte Gasdruck ausreichend Zeit hatte, das Projektil zu erreichen. Yienn danach auch die Vorderseite der Treibladung voll gezündet wurde, tritt oft ein sehr steiles Druckgefälle auf, was Probleme mit sich bringt. In diesem Fall wird die Zeit bis zur vollen Zündung unerträglich lang, was, entspre-

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chend dem oben G-esagten, eine niedrige Feuerrate bewirkt.

Früher wurde auch eine sogenannte Lang-Zündvorrichtung benützt, die eine Langkammer mit in Längsrichtung angeordneten Austrittsöffnungen aufweist und die vollständig mit der Zündladung gefüllt ist. Dabei wurde eine verbesserte Zündung der Treibladung festgestellt. Aber auch diese Art von Zündvorrichtung weist, relativ gesehen, einen verlängerten Zündvorgang auf, da die Zündung nicht gleichzeitig an mehreren Orten xn Längsrichtung stattgefunden hat und sie von der vergleichsweise niedrigen Fortpflanzungsgeschwindigkeit abhängig ist, mit der die Verbrennung in der Zündladung der Langkammer stattfindet.

Zusätzlich zu einer Kombination aus Lang- und Kurz-Zündvorrichtung ist auch eine Lang-Zündvorrichtung mit einer Kammer bekannt, die Austrittsöffnungen aufweist und eine Zündladung enthält, die etwas kurzer in bezug auf die Länge der Zündvorrichtung ist und in einem kleinen Abstand zu den beiden Enden der Kammer angeordnet ist. Eine weitere geringere Verbesserung wurde dadurch erreicht, daß eine ausgedehntere Zündung der Treibladung bewirkt wurde. Derartige und andere Ausführungen von Lang-Zündvorrichtungen weisen jedoch eine vergleichsweise" teure Konstruktion auf, da nicht nur die Verwendung von speziellen Einsätzen aus Zelluloid, Pappe usw. und eine kompliziertere Zündanordnung nötig sind, sondern auch strengere Anforderungen an die Festigkeit von allen Teilen der Zündvor-

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richtung ebenso wie/die G-ratlosigkeit in den Austrittsöfi'nungen gestellt wurden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündvorrichtung au schaffen, bei der alle oben angegebenen Probleme befriedigend gelöst werden. Das für eine erfindungsgemäße Zündvorrichtung am meisten kennzeichnende Merkmal besteht daxin, daß sie aufweist eine die Zündladung enthaltende Hochdruckkammer und eine mit dieser über mindestens eine Verbindung verbundene lTiederdruckkammer, die eine Vielzahl von Austrittsöffnungen aufweist, und daß die Verbindung derart angeordnet ist, daß ein von der Zündladung in der Hochdruckkammer erzeugter vorbestimmter Druck, der im wesentlichen einem entsprechenden Verbrennungsdruck für die Zündladung entspricht, ein Eintreten und Expandieren der durch die Ladung entwickelten heißen G-ase in die Niederdruckkammer ermöglicht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Niederdruckkammer aus einem herkömmlichen Standardrohr, das in seiner Längsrichtung Perforationen aufweist, die die Austrittsöffnungen ergeben sollen. Dies, zusammen mit der Tatsache, daß keine speziellen Einsätze in dem Standardrohr benötigt werden, ermöglicht vom ökonomischen Gesichtspunkt aus eine vorteilhafte Konstruktion. So ist es bei der Herstellung nicht nötig, einen besonderen Verfahrensschritt für die Entfernung der Grate der Öffnungen vorzusehen. Durch die Erfindung wird ein weiterer Vorteil erzielt, indem die gleiche Art von Pulver sowohl

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in der !Treibladung als auch, in der Zündladung verwendet werden kann, was z.B. eine Migration von Nitroglyzerin zwischen aen beiden Ladungen verhindert.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt der Zündvorrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt, im vergrößerten Maßstab, der in der Zündvorrichtung nach Fig. 1 enthaltenen Teile.

Die Zündvorrichtung nach Fig. 1 ist in voller Grüße dargestellt und u.a. für 40 mm und 57 mm Munition vorgesehen. Im Prinzip besteht die Zündvorrichtung aus zwei Hauptteilen, von denen das eine aus einer Manschette 1 und das andere aus einem langen, schmalen Rohr 2 besteht. Die im wesentlichen einen zylindrischen Querschnitt aufweisende Manschette weist am einen Ende ein Innengewinde 3 auf, in das das eine Ende des Rohres 2 mit entsprechendem Gewinde eingeschraubt werden kann. An ihrem anderen Ende weist die Manschette einen herkömmlichen Schlagzünder mit Verschlußkappe 4 und Amboß 5 auf. Die Manschette enthält in einer Hochdruckkammer eine Zündladung 6, die im wesentlichen den gesamten Raum in der Hochdruckkammer einnimmt. Die Zündladung kann aus feinkörnigem einzelperforierten (single-perforated) NC-PuIver bestehen (z.B. mit den Abmessungen 0,3 x 1,4 x 1,3).

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Der Amboß weist einen Anschlag oder Steh/bolzen 7 auf, der sich in die Verschlußkappe mit der Zündkaps e]/,^erJe5& cn mit einem kleinen Luftspalt zur Oberfläche des Zündsatzes in der Zündkapsel, so daß er mit einem Schlagbolzen (nicht gezeigt) zusammenwirken kann, der für eine Deformation des unteren Abschnittes der Verschlußkappe vorgesehen ist, so daß die Zündkapsel mit einem Stoß gegen den Stehbolzen 7 des Ambosses gedrückt und dabei gezündet wird. Alternativ zum Schlagzünder kann auch ein herkömmlicher elektrischer Zünder verwendet werden, wobei dann der Schlagbolzen durch einen Kontaktpunkt ersetzt wird.

Die Manschette 1 weist am anderen Ende ein Außengewinde 8 auf, durch das die Zündvorrichtung in eine Patrone (nicht gezeigt) eingeschraubt werden kann. Am Gewinde 8 ist auch eine Dichtung 9 angebracht.

Das Rohr 2 besteht aus einem vergleichsweise dünnen Standardrohr, das entlang seiner Ausdehnung in Längsrichtung mit einer Vielzahl von im Material angebrachten Öffnungen 10 ausgestattet ist,, die als Austrittsöffnungen dienen sollen. Die Zahl der Öffnungen und ihre Größe ist von der Art der Treibladung (nicht gezeigt) abhängig, die die fragliche Zündvorrichtung auslösen soll. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird angenommen, daß die Treibladung aus einem kornförmigen Pulver besteht, das so geschaffen ist, daß es in Längsrichtung an verschiedenen Stellen der Treibladung gezün-

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det wird. Im dargestellten Beispiel sind in Längsrichtung des Rohres die Öffnungen zu je vieren in sechs verschiedenen Abschnitten angeordnet. Die vier öffnungen in jeden Abschnitt sind mit gleichen Entfernungen zueinander um den Umfang herum angeordnet.

Die Öffnungen müssen darüber hinaus eine Fläche aufweisen, die kleiner ist als die Korngröße des Pulvers der '.Treibladung, so daß diese nicht durch die Öffnungen eintreten kann. So beträgt die Korngröße im speziellen Falle mehr als 2 Dim und der Öffnungsdurchmesser 2 mm. ^erm. die Treibladung statt dessen aus Röhrenpulver besteht, können die gezeigten Öffnungen in geeigneter Weise am entsprechenden Ende des Rohres konzentriert werden. Die Länge des Rohres ist von der Länge der zu zündenden Treibladung abhängig, wobei das Rohr sich zu 50 bis 100 fi in die Treibladung erstreckt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die länge des Rohres auch beträchlich größer als die Länge der Manschette 1, nämlich dreimal so groß. An seinem freien Ende weist das Rohr einen Verschlußstopfen 11 auf, der eingeschraubt werden kann und der eine Ausnehmung für ein Werkzeug (nicht gezeigt) aufweist, durch das das Rohr in das Gewinde der Manschette 1 eingeschraubt werden kann.

Das Rohr 2 enthält eine ITiederdruckkammer 12, die sich entlang des größeren Abschnittes der Längsausdehnung des Rohres erstreckt.

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Zwischen den ein-uider gegenüberliegenden Oberfla cn. or. der L" ansehet te 1 und des r.onrea 12 ist ein Ring 13 una ein 'xeil eiiiiiesetzt, um die innere Verbindung zwischen den Kammern zu verschließen. In ]?ig. 2 ist die eine der Dich einander gegenüberliegenden Flüchen, näi;;iich die cn der Eanschette 1, mit gekennzeichnet, während die Gleiche im Rohr 12 aus der Endfläche den ILohres selbst benteht. Der P.ing 13 besteht aus einem Stahlring oder einem entsprechenden Teil und das Verschlußteil besteht aus einer dünnen Scheibe aus Leiciitnetall, Pappe usv/. Die Dicke der Scheibe wird in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Druck in der Hocharuckkanimer gewählt, bei dem die Scheibe den Durchgang ermöglichen oder zerfallen sollte. Bei der bevorzugten Ausführungsfοnn. ist die Scheibe aus Leichtmetall mit einer Dicke von 0,2 mm. Der Hing 13 ist in Kontakt mit der Oberfläche 15, und die Scheibe ist wiederum gegen die Endfläche des Rohres 2 gepreßt.

Der Innendurchmesser des Ringes ist kleiner als der Innendurchmesser der iioChdruckkammer, so daß ein eingeschnürter Durchgang oder eine Düse ausgebildet wird. Bei der gewählten Ausführungsform ist der Innendurchmesser des Ringes etwa 10 mm, während der Durchmesser der Hochdruckkanimer 14 mm beträgt. Der Innendurchmesser des Rohres 2 ist um etwa 2 mm größer als der Innendurchmesser des Ringes 13. Die Gesamtfläche der öffnungen 10 übertrifft die Fläche der Einschnürung in der Verbindung zwischen der Hochdruckkammer - und der ETiederdruckkammer um mindestens den Faktor 2.

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JJio Verbindung zwischen der liociidruckiuaiamer und der Nieder

druckkammer mit dem Zwischenring und dem VerschluJEteil 5, iiciiiuJipxa-ute) kann wahlweise ^ucli durch Pressen (Führungsrille) hergestellt werden.

Ie: Prinzip funktioniert die Zündvorrichtung in der folgenden Art; und V,eise. Die in der Eochdruckkanmer enthaltene Zündladunjj;· wird durch die Zündvorrichtung am freien Ende der manschette gesundet. Die 3undladung wird voll gezündet und ihre Verbrennung findet im wesentlichen in der rlochdrucickaorier etatt. '.verai der Druck darin ein geeignetes Druckniveau, bei Berücksichtigung von i'emperatur, Ausoreitiingsgeschwindigkeit üb'/.., erreicht, gibt die Scheibe oder Platte 14 den Durchgangfrei, so daß die heißen Pulvergase in die !»iederaruckkaiümer eindringen und expandieren können, wo die endgültige Verbrennung üer Pulverkörner stattfinden soll. Im xrinaip v/ird die Scheibe abgeschert und der abgescherte Teil gelangt in die iTieaerdrucldcacuuer, v/o er gegen die Innenfläche gepreßt wird. Durch eine geeignete V.'ahl der IO ins cimürung sf lache und des gesainten Verbrennungsbereiches des Zündpulvers während des ge-Gb-iiiten Verbrennungsverfahrens kann der geeignete Verbrennungsdruck aufrechterhalten werden, der bei der gewählten Ausführun_ösform zwischen 1GOO und 2000 kp/cm beträgt. Durch das schnelle und kurzzeitige Eindringen und üas Ausbreixeu der heißen G-ase in die lange Niederdruck- oder Verteilungskanmer über die Austrittsöffnungen 10 kann eine gleichzeitige und ijciinei-Ie .'.'Undung an mehreren Steilen der außerhalb des Rohres

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angebrachten Treibladung erreicht werden, wodurch eine stoßfreie und gleichförmige volle Zündung erreicht wird. Zum Verhältnis der Einschnürungsfläche sun gesanten Verbrennungsbereich, des !jündpulvers kaPii genagt werden, daß ein um so größerer Einschnürungsbereich govählt wird, je grüßer dac feinkcrnige I\ilver iet, und umgekehrt. Des feinkörnige Pulver hat auch den Vorteil, daß der Zundimpuls relativ kurz gestaltet werden kann.

Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsform sind für den Fachmann ohne weiteres raöglich und fallen in den Rahmen der Erfindung.

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Claims

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Patentansprüche

ι 1J Zündvorrichtung mit einer Sündladung, einer die Zündladung enthaltenden I-Iociidruckkairaiier, einer oine Anzahl von Austrittsöffnungen aufweisenden ITiederdruckkammer und einem zwischen den Kammern so angeordneten Durchgang, daß er durchbrochen werden kann, wenn der in der Hochdruckkammer entstehende Druck bei der Verbrennung der Zündladung einen bestimmten Wert erreicht;, wobei die von der Zündladung beim Hindurchbrechen durch den Durchgang entwickelten heißen G-ase in die ITiederdruckkammer eintreten, expandieren und über die Austrittsöffnungen austreten, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang eine Einschnürung aufweist und dort ein Verschlußteil (14) angeordnet ist, das den Weg freigibt und/oder durch den gegebenen Druck zerfällt, und daß die Einschnürung und das Verschlußteil (14) so angeordnet sind, daß bei Zündung der Zündladung (6) diese ein schnelles Anwachsen des Druckes und der Temperatur in der Hochdruckkammer auf vergleichsweise hohe Werte ermöglichen, wobei die Brenngeschwindigkeit der Zündladung (6) ausgesprochen groß wird und auch nach dem Durchbrechen des Durchganges während der Verbrennungszeit der Zündladung (6) den Hochdruck und die hohe Temperatur in der Hochdruckkammer aufrechterhält, wodurch

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gleichzeitig eine hohe Geschwindigkeit während der Verbrennungszeit der heißen Gase aufrechterhalten wird, wenn diese in die llieäerdruckkairmier eintreten und expandieren.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die gesamte Querschnittsfläche der Austrittsöffnungen (10) größer ist als die Querschnittsfläche des eingeschnürten Durchganges.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Niederdruckkammer aus einem Langrohr besteht, das für die Ausbildung der Austrittsöffnungen in der Hiederdruckkammei·' i seiner Längsausdehnung am Material des Rohres angebrachte Per forationen aufweist und das an seinem einen Ende in einem die Hochdruckkammer enthaltenden Gehäuse befestigt werden kann, wobei das eine Ende des Gehäuses zur Befestigung des Bohres und das andere zum '!ragen der Sündvorrichtung für die Zündladung dient, dadurch gekennzeichnet , daß der eingeschnürte Durchgang mittels eines zwischen den gegenüberliegenden Flächen des Rohres (12) und des Gehäuses (15) angeordneten Ringes (13) ausgebildet ist und daß das Verschlußteil (14) aus einer Metallscheibe, aus Pappe usw. bes.teht, die zwischen Ring (13) und Rohr (2) eingepreßt ist.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennze ichnet , daß die Länge des Rohres (12) so gewählt ist, daß es sich zu 50 bis 100 ^c,i in eine Treibla-

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dung· erstreckt, die durch, die Zündvorrichtung gesundet wird,

ü>. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn ze i ohne t , daß die Z-und ladung (6) aus dejii gleichen Pulver besteht wie die Treibladung.

6. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g c ic e η η ζ e i c h η e t , daß der bei der Zündung der Zündladung (6) schnell anwachsende Druck auf einen während der Verbrennungsseit der Zundladung verwendeten Arbeitsdruck

ο anwachst, der im Bereich von 1GCO bis 2000 icp/cni liegt.

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