DE2648137A1

DE2648137A1 - Treibladungsanzuender

Info

Publication number: DE2648137A1
Application number: DE19762648137
Authority: DE
Inventors: Uwe Brede; Alfred Hoerr
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1976-10-23
Filing date: 1976-10-23
Publication date: 1978-04-27
Also published as: GB1593678A; SE7711826L; BE859969A; IT1091322B; FR2368689B1; CH623409A5; FR2368689A1; SE432481B; NO802734L; NO148939C; NO148939B; GB1593677A; DE2648137C2; CA1125091A; US4770099A; NO773611L

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EISHOLD 26 A 8 1 37 FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Intj. von Krt-isler t 1973

Anmelder in _Dr ._{lng K} Schönwald. Köln

Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln

Dynamit Nobel Aktiengesellschaft Dr.-in_g. K. W. Eishold, Bad Soden

5210 Troisdorf Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln . Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln

Sg/-

5 KÖLN l 22. Okt. 1976

DtICIlMANNIlAUb AM HAUPlÜAIINHUl·

Treibladungsanzünder

Die Erfindung betrifft einen Treibladungsanzünder für Munition, mit elektrischem Zündsystem und in einem Zündführungsgehäuse untergebrachter Anzündladung.

Bekannt sind Treibladungsanzünder für patronierte Munition mit Zündführungsrohren aus Metall zur Anzündung von Treibladungen aus Schüttpulver. Das ZUndführungsrohr mit darin angeordneter Anzündladung soll für eine gleichmäßige Verteilung der Anzündflamme Ladungsraum der Patronenhülse sorgen. Ausgangspunkt der An-

jzündflamme ist ein druckdichtes Schraubelement mit einem elektrischen Zündelement im Boden der Patronenhülse, also an einem |Ende des Zündführungsrohres. Bei besonders kurzzeitiger Anzündung, !die an sich wünschenswert ist, können hierbei erhebliche Druckidifferenzen zwischen Patronenhülsenboden und Geschoßboden - also iin dem mit Treibladungspulver ausgefüllten Ladungsraum -, entstehen, wenn die dem Patronenhülsenboden benachbarten radialen ■Abströmöffnungen des Zündführungsrohres zuerst geöffnet werden, yas häufig der Fall ist. Diese Tatsache führt mitunter zu unliebsamen Erscheinungen, wie z.B. starken Druckbelastungen der Treibmittelkörner, was bei tiefen Temperaturen oft zu Zerstörungen !der Treibmittelkörner führt, die wiederum unerwartete Gasdruck-

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Steigerungen bedingen oder zu Überlagerungen von Druckwellenreflexionen, ebenfalls verbunden mit Gasdrucksteigerungen und Geschützrohraufbauchungen, führen. Aus diesen Gründen ist es erforderlich, den Zündvorgang über eine längere Zeit auszudehnen, was bei vielen Geschützen zu einer Vergrößerung der Mindest-₍ Schußzeit oder bei automatischen Waffen zu einer Beschränkung der Kadenz führt.

Im Zuge der Entwicklung präziserer und feuerkräftigerer Waffensystems spielt auch das äußere Patronenvolumen und das Patronengewicht eine entscheidende Rolle. Die Feuerkraft kann durch Verminderung des Gewichtes der Patronenhülse erheblich gesteigert werden, weil die Zeit für den Entladevorgang der leergeschossenen Patronenhülse erheblich reduziert werden kann. Auch läßt sich das Problem der Munitionsbevorratung und der Lagerung der leeren Patronenhülsen, insbesondere in gepanzerten Kampffahrzeugen, durch leichte und/oder kleinere Kartuschen leichter bewältigen. Aus diesem Grunde wurden "verbrennbare Patronenhülsen" entwickelt, die zum Teil nur noch einen metallischen Boden zum Abdichten im Patronenlager besitzen, wobei man auch diese metallischen Teile abzuschaffen bemüht ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Treibladungsanzünders, der insbesondere in Verbindung mit verbrennbaren Patronenhülsen einsetzbar ist und zur Steigerung der Feuerkraft und zur Verminderung des Patronengewichtes beiträgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Zündführungsgehäuse aus einem exotherm verbrennenden Material besteht. Dabei kann es sich um einen chemisch mehr oder weniger einheitlichen Stoff oder um ein Gemisch unterschiedlicher Stoffe handeln, der bzw. *die beim Abbrand keine Energie verbrauchen, sondern zusätzlich Energie an das System abgeben und damit eine innenballistische Leistungssteigerung der Munition bewirken. Das exotherm verbrennende Material besteht vorzugsweise zumindest im wesentlichen aus Treibmittelmasse. Der Anteil der Treibmittelmasse ist im jeweiligen Einzelfall wenigstens so groß zu

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wählen, daß die exotherme Umsetzung des Zündführungsgehäuses zuverlässig gewährleistet ist.

Als Treibmittelmasse können beispielsweise Nitrocellulose, zwei-, drei- und mehrbasige Pulver - wie sie aus der Treibstoffchemie bekannt sind -, sogenannte Composite-Treibstoffe - vie sie aus der Raketentechnik bekannt sind -, und/oder Mischungen von Explosivstoffen mit Bindemitteln verwendet werden. Als Explosivstoffe sind z.B. Oktogen, insbesondere «c-Oktogen, Hexanitrostilben, Triaminoguanidinnitrat, Hexanitrodiphenyläther oder Dipikrylsulfon und als Bindemittel insbesondere Polyesterharze, aber auch Polyurethane oder andere einwandfrei verbrennende Kunststoffe geeignet.

Gemäß der Erfindung verbrennt das Zündführungsgehäuse, das zunächst dazu dient, während des AnzündVorganges die Anzündflamme gleichmäßig in dem das Treibladungspulver enthaltenden Ladungsraum zu verteilen, anschließend selbst mit exothermer Reaktion. Im Unterschied zu Zündführungsgehäusen aus sogenannten verzehr-baren Materialien, z.B. Kunststoff wie PVC oder auch Pappe, die langsamer verbrennen und zur innenballistischen Leistungssteigerung nichts beitragen, sondern sogar noch zusätzlich Energie zur Verbrennung verbrauchen, leistet das erfindungsgemäße Zündführungsgehäuse einen positiven innenballistischen Energiebeitrag zur Leistungssteigerung. Ein Zündführungsgehäuse aus Treibmittelmasse od.dgl. hat gegenüber einem Eetallischen Zündführungsgehäuse darüber hinaus den Vorteil, einer guten Formbarkeit durch beispielsweise Pressen, so daß beliebige Zündergeometrien auf einfache V/eise herstellbar sind. Dabei besteht eine hohe mechanische Stabilität gegenüber Biegung, Vibration, Schlag usw.

Die in dem Zündführungsgehäuse untergebrachte Anzündladung kann z.B. in Form von mehreren parallel zueinander angeordneten Strängen aus Schwarzpulver, insbesondere schwefelarmem Schwarzpulver, den sogenannten Benite-Strands, ausgebildet sein. Bevorzugt wird nach der Erfindung jedoch eine Anzündladung aus einer

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zündstofffreien thermischen Mischung, auch Heißpartikelzündmasse genannt, die in bekannter Weise zumindest im wesentlichen aus einem anorganischen Reduktions- und Oxydationsmittel, wie z.B. Bor und Kaliumnitrat, besteht. Diese gasarm und mit hoher Temperatur abbrennenden Mischungen erweisen sich hier als vorteilhaft im Hinblick auf die geringere Verdämmungswirkung, die das erfindungsgemäße Zündführungsgehäuse im Vergleich zu den bekannten aus Metall hat. Die Anzündladung aus der thermischen Mischung kann z.B. in Gestalt von mehreren hintereinander in dem Zündführungsgehäuse angeordneten ringförmigen gepreßten Tabletten ausgebildet sein, durch deren zentralen Kanal sich die vom elektrischen Zündsystem ausgehende Anzündflamme ausbreiten kann. Gegebenenfalls können die Tabletten auch noch durch Kleben mit dem Zündführungsgehäuse verbunden werden.

Sofern eine zusätzliche Erhöhung der mechanischen Steifigkeit und Formbeständigkeit des Zündführungsgehäuses im Einzelfall zweckmäßig sein sollte, können erfindungsgemäß beispielsweise die folgenden Verstärkungseinlagen verwendet werden:

1. Einlage von Drahtgewebe, vorzugsweise verbrennbare Metalle, wie Aluminium, Magnesium, Pyrometall, Bor usw.

2. Einlagen nichtmetallischer Art in Form von Geweben oder Netzen, z.B. aus Kohlenstoff (Graphit), Kunststoffasern usw.

3. Vliese, vorzugsweise aus Zellulose oder Nitrocellulose.

4. Nichtverbrennbare Einlagen bis zu etwa 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge, vorzugsweise solcher Materialien, die sich beim Druckaufbau in der Patrone zerlegen, z.B. Glasfasern.

5. Kombinationen der unter Punkt 1 bis 4 genannten Materialien in Form eines geschichteten Aufbaus.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen werden, das Zündführungsgehäuse mit einer wenigstens teilweise porösen Struktur auszubilden, um durch die so vergrößerte Oberfläche seine exotherme

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Verbrennung ggf. beschleunigen zu können. Dazu kann in einem oder mehreren der vorgenannten Stoffe wie z.B. Nitrocellulose oder einem zweibasigen Pulver ein lösliches Salz wie z.B. Kaliumnitrat miteingearbeitet werden, das nach der Formgebung des Zündführungsgehäuses durch Extrudieren, Pressen od.dgl. beispielsweise mit Hilfe von Wasser wieder herausgelöst wird, so daß entsprechende Hohlräume verbleiben.

Sofern das erfindungsgemäße Zündführungsgehäuse aus zwei oder mehreren Teilen hergestellt wird, v/erden diese vorzugsweise durch Kleben miteinander verbunden. Als Klebemittel können beispielsweise die unter der Bezeichnung IS 12 und Sicomet ^v ' 50 von der Fa. Sichel-Werke, Hannover, vertriebenen Kleber verwendet werden. Aber auch Polyesterharze, Polyurethane od.dgl. können zum Verbinden der Teile untereinander und ggf. auch zur Befestigung des Zündführungsgehäuses in der im Patronenhülsenboden angeordneten metallischen Bodenschraube oder zur Verbindung mit anderen Bauteilen verwendet werden. Bevorzugt verwendet werden solche "Kleber", die eine Vernetzung der miteinander zu verbindenden Teile des Zündführungsgehäuses ergeben, indem sie diese oberflächlich anlösen oder anquellen, so daß diese sich dann direkt miteinander verbinden können und eine homogene Struktur ergeben. Bei einem aus Nitrocellulose hergestellten Zündführungsgehäuse kann als derartiger "Kleber" beispielsweise ein Nitrocelluloselack verwendet werden, dessen Lösungsmittelanteil (z.B. Aceton) das Anlösen der Oberfläche bewirkt. Nach dem Verdunsten des Lösemittels ist dann praktisch kein Fremdstoff mehr an der Verbindungsstelle vorhanden.

Um die eingangs erläuterten nachteiligen Drucksteigerungen beim Anzündvorgang zu vermeiden oder zumindest zu verringern und damit ebenfalls die Feuerkraft der Waffe zu steigern, ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, das Zündführungsgehäuse als langgestreckte Zündführungshülse auszubilden, in deren Mittenbereich das elektrische Zündsystem angeordnet ist. Das elektrische Zündsystem ist dabei so ausgebildet, daß von ihm

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ein Zündimpuls sowohl in den nach vorn, d.h. zum Geschoß hingerichteten Teil der Zündführungshülse als auch in den nach hinten gerichteten Teil ausgeht. Die Zündführungshülse ist dabei vorzugsweise aus zwei identischen Teilhülsen ausgebildet. Für jede Teilhülse kann z.B. ein separates elektrisches Zündelement, die dann zwischen den beiden Teilhülsen angeordnet und gleichzeitig auslösbar sind, vorgesehen werden. Vorzugsweise wird jedoch nur ein einziges Zündelement verwendet, das eine durchgehende axiale ' Ausnehmung aufweist und so auch die Übertragung des Zündimpulses zu der von seiner Zündbrücke bzw. seinem Zündspalt abgewandten Seite ermöglicht. Besonders geeignet sind hierfür die in der _r DT-PS 20 20 016 beschriebenen Metallschichtzündmittel. Sie weisen einen Isolierkörper aus Glas oder Keramik mit durchgehender Bohrung auf, auf dessen Stirnflächen Metallschichtkontakte und eine die Kontakte zum Teil überdeckende Zündbrücke oder ggf. auch ein zwischen diesen ausgebildeter Zündspalt vorgesehen sind. Durch diese erfindungsgemäße Mitten- oder Zentralanfeuerung der Treibladung wird eine symmetrische Flammenausbreitung von deren Mitte aus nach vorn und nach hinten zum Patronenhülsenboden hin erreicht. Die längeren Wege der Anzündflamme, wie sie bei der j bekannten Anzündung vom Patronenhülsenboden her erforderlich i sind und die in der Regel einen größeren Druck bedingen, um den gesamten Ladungsraum axial zu durchdringen, werden vermieden. · Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, den für die An- ' zündung erforderlichen Druck zu verringern, d.h. eine schwächere Anzündung vorzusehen und so die zündungsbedingten Druckwellen zu vermeiden, was kürzere Zündzeiten und damit eine Reduzierung der Mindestschußzeit bzw. Steigerung der Kadenz zuläßt.

Der Effekt der erfindungsgemäßen Mittenzündung ist im Vergleich zur herkömmlichen Bodenzündung um so wirkungsvoller, je langer die Zündführungshülsen insgesamt sind. Die Mittenzündung wird daher in der Regel bei einer Gesamtlänge von mehr als 100 mm j verwendet, kann in Einzelfällen aber natürlich auch bei geringeren Längen der Zündführungshülse, beispielsweise etwa 50 mm, verwendet werden, sofern es sich noch als vorteilhaft erweisen sollte. Die rohriörmige Zündführungshülse erstreckt sich im

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allgemeinen wenigstens annähernd über die ganze Länge des Laderaumes, d.h. vom Patronenhülsenboden bis zum oder doch nahe zum Geschoßboden. Es ist aber auch möglich, die Zündführungshülse kürzer auszubilden, so daß sie sich z.B. nur über die Hälfte der axialen Länge des Laderaums erstreckt. Auch bei diesen u.U. relativ kleinen Längen ist dann im Einzelfall zu prüfen, ob die erfindungsgemäße symmetrische Mittenzündung mit Vorteil anwendbar ist.

Die erfindungsgemäße Mittenzündung ist in Verbindung mit Zündführungshülsen etus exotherm sich umsetzendem Material besonders vorteilhaft, da sie eine konstruktiv günstige Ausführung mit ; hervorragendem Anzündverhalten ermöglicht. Hierbei kann der Isolierkörper des Metallschichtzündmittels dann auch statt aus _: Glas, Keramik od.dgl. aus exotherm verbrennbarem Material wie Nitrocellulose, aus faserverstärktem Trägermaterial wie Epoxydharz mit Glasfasergewebe oder aus anderem verbrennbarem Material hergestellt werden. Die Mittenzündung kann aber grundsätzlich auch in Verbindung mit .den bekannten Zündführungshülsen aus sogenanntem verzehrbarem Material oder sogar aus Metall mit Vorteil angewandt werden, da sie auch hier einen günstigen Druckverlauf während der Anzündphase ermöglicht und damit eine Verkürzung der Anzündung zuläßt. Bei metallischen Zündführungshülsen muß dann selbstverständlich die wenigstens eine Zuleitung für das elektrische Zündsystem elektrisch isoliert vom Hülsenboden zum Mittenzündsystem geführt werden, während die Zündführungshülse selbst als Masseanschluß dienen kann.

Bei Zündführungshülsen aus verzehrbarem Material oder dem bevorzugten exotherm verbrennbarem Material, die gleichzeitig einen elektrischen Isolator darstellen, ist in sehr einfacher Weise eine geeignete Metallisierung der Oberfläche oder auch eine beliebige elektrische Leitungsführung zum Kontaktieren des Zündsystems möglich.

Zur Metallisierung der verbrennbaren Bauteile können die verschiedensten Verfahren, wie siebdrucktechnische, klebetechni-

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sehe, galvanotechnische Verfahren usw., eingesetzt werden. Bei
geeigneter Auswahl der Kontaktmaterialien und bei Auftragen : in sehr dünnen Schichten ist eine Verbrennung der metallischen
Leiterbahnen gegeben. Typische Leiterbahnmaterialien sind dabei
Kupfer, Pyrometall, Aluminium, Silber, Gold, Silber-Palladium-Legierungen od.dgl., beispielsweise in Form von Folien und/oder "·- Siebdruckpasten und/oder galvanischen Überzügen. I

ι :

j Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen,

j die elektrische Zuleitung für das Zündsystem vom Patronenhülsenboden aus über zumindest im wesentlichen die gesamte Länge ; der Zündführungshülse zu führen, d.h. nicht nur über deren hinteren Teil, sondern auch über deren vorderen Teil. Die Zuleitung führt also praktisch vom Patronenhülsenboden bis zum vorderen
Ende des Zündführungsgehäuses und wieder zurück, wobei das Zündsystem in der Hin- oder Rückleitung eingeschaltet sein kann.
Die Führung der Zuleitung auch über den vorderen Teil der Zündführungshülse weißt den Vorteil auf, daß Fehlfunktionen beim
Schuß, d.h. verzögerte Anzündungen bei einer evtl. vorherigen
mechanischen Zerstörung der Zündführungshülse ausgeschlossen ; sind, unabhängig davon, ob diese Zerstörisig im hinteren oder _: vorderen Teil auftritt, da in beiden Teilen die elektrische Zu- . leitung mit unterbrochen wird und damit das Zündsystem nicht , mehr auslösbar ist. Diese Wirkung ist insbesondere bei den vorgenannten metallischen Leiterbahnen in sehr dünnen Schichten,
die direkt auf die elektrisch isolierende Zündführungshülse ■ aufgebracht sind, gegeben. Diese Sicherheit gegen Fehlfunktion ; infolge evtl. mechanischer Zerstörung des Zündführungsgehäuses : ist für die Praxis von sehr großer Bedeutung. Die Anordnung der \ Zuleitung auch im vorderen Teil der Zündführungshülse hat im : übrigen auch den Vorteil, daß beide Teile identisch ausgeführt
werden können, wodurch sich die Fertigung und Montage verein- j fachen.

Erfindungsgemäß ist des weiteren vorgesehen, das zentrale Zünd- ; system in einer manschettenartigen Verbindungshülse anzuordnen, . die mit ihren beiden Enden die beiden Teile der Zündführungshül-_:

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. ■ j

se in einem gewissen Bereich übergreift und in diesem Bereich mit den Teilen vorzugsweise durch Kleben verbunden ist.

Zur Verbesserung der sogenannten "Ersttrefferwahrscheinlichkeit" werden elektronische Verfahren benutzt, um eine Korrektur der Schußtafel vorzunehmen, bei denen die Änderungen der Rohrdurchlaufzeit und der Mündungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von \ der Treibmitteltemperatur durch Messung berücksichtigt werden. Des weiteren werden elektronische Verfahren angewandt, um die Munitionsart, wie z.B. Munition mit Wuchtgeschossen, Munition mit panzerbrechenden Gefechtsköpfen und dgl., automatisch zu erkennen, damit ein Irrtum in der Benutzung einer falschen Schußtafel oder eines falschen Rechenprogranuas im Feuerleitrechner der Waffe ausgeschaltet wird. Für die verschiedenen elektronischen Verfahren werden Temperaturmeßfühler und elektronische Bauelemente, wie Dioden, Kondensatoren, Widerstände usw. benötigt, deren Funktion beispielsweise in der DT-AS 20 59 665 beschrieben ist.

Um derartige elektrische Bauelemente auch in dem erfindungsgemäßen Treibladungszünder in einer Weise unterzubringen, daß die , in dem Treibladungsanzünder benötigten elektrischen Leitungen möglichst einfach und kurz gehalten werden, und daß darüber , hinaus die elektrischen Bauteile während des Anzündvorganges keine Beschädigungen an der Waffe hervorrufen, sind in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung die elektrischen Bauelemente an dem Zündsystem im Mittenbereich der Zündführungshülse angeordnet und über elektrische Leitungen mit dem Zündsystem ver- i buiiden. Der wesentliche Vorteil dieser Anordnung der elektrischen j Bautelemente im Bereich der Mittenzündung ist die vollkommene ; ! Zerstörung der Bauelemente aus Keramik, Glas, Kunststoff, SiIij ciumkristallen, metallischen Anschlußdrätrten usw., die bei dem j sehr hohen Druck und der sehr hohen Temperatur an dieser Stelle j erfolgt. Diese Zerstörung ist außerordentlich wichtig, damit

ι :

■ keine größeren Partikel das Rohr der Waffe beschädigen.

j Zur Unterbringung der elektrischen Bauelemente können erfindungsmäß Adapter aus verbrennbarem Material vorgesehen sein, die Aus-

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nehmungen zur Aufnahme der elektrischen Bauelemente enthalten und stirnseitig an den das Zündsystem bildenden Block beispielsweise angeklebt werden.

Im Hinblick auf den Ausgleich möglicher Längenänderungen des Treibladungsanzünders, deren Größe von den verwendeten Materialien und dem Temperaturbereich, in dem der Treibladungsanzünder einsatzfähig sein soll, abhängt, kann es vorteilhaft sein, gemäß einem anderen Vorschlag der Erfindung die elektrische Ankop- ; pelung über einen in die Bodenschraube des Patronenhülsenbodens j elektrisch isoliert eingesetzten, gefederten Kontaktbolzen vor- ! zunehmen, der in axialer Richtung nachgiebig verschiebbar ist, dabei aber immer gegen die elektrische Zuleitung für das Zündi system, die am Zündfuhrungsgehäuse ausgebildet ist, drückt.

Sofern eine sehr hohe mechanische Druckfestigkeit der Boden- ■ schraube bis zu beispielsweise 7000 bis 8000 bar gefordert wird, erweist es sich ferner als vorteilhaft, die Bodenschraube sr-

jfindungsgemäß mit einem ^besonderen elastisch aufweitbaren Dichtungselement zu versehen, das sich unter der Gasdruckeinwirkung jlidernd an die benachbarten Wandungen'der Boden&chraube anlegt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in Ausführungsbeispielen gezeigt und wird anhand dieser nachstehend noch näher erläutert. Es zeigen j

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Treibladungsanzünder,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt des j Zündsystems des Treibladungsanzünders nach Fig. 1,

!Fig. 3 ein Schaltbild einer in einem Treibladungsanzünder

j unterbringbaren elektrischen Schaltung,

!Fig. 4 ein Zündsystem, das demjenigen der Fig. 2 ent-

j spricht, jedoch mit zusätzlichen Elektronikadap-

j tern zur Aufnahme der in Fig. 3 dargestellten ,

Schaltungskomponenten versehen ist, I

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Fig. 5 in stark vergrößertem Maßstab eine Leiterbahn,

die zwischen zwei verbrennbaren Körpern eingeschlossen ist und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Bodenschraube.

Der in Fig. 1 abgebildete Treibladungsanzünder weist die metallische hochdruckfeste Bodenschraube 1 auf, die in den Patronenhülsenboden eingeschraubt wird. In der Bodenschraube 1 ist der druckfeste elektrisch isolierte Mittelkontakt 11 angeordnet, der mit der elektrischen Zuleitung für das Zündsystem in Verbindung steht, während die Bodenschraube 1 als Massepol für das Zünd- _; system verwendet wird. ;

In die Bodenschraube 1 ist das hintere Teil 2 der rohrförmigen Zündführungshülse eingesetzt, dessen Länge etwa der halben Länge des Treibladungsanzünders entspricht. Das Teil 2 der Zündfüh- : rungshülse ist durch das vordere Teil 22 der Zündführungshülse ; verlängert. Zur Verlängerung dient die manschettenartige Verbindungshülse 3, welche die beiden Teile 2 und 22 jeweils auf _; einem Abschnitt ihrer Länge muffenartig übergreift. In der Mitte : der Verbindungshülse 3 befindet sich das Zündsystem 4. !

Das vordere Ende des Teiles 22 der Zündführungshülse ist mit i der außen spitz zulaufenden Kappe 7 verschlossen, unter der sich die Abdeckscheibe 6 befindet. Die kegelige Kappe 7 gewährleistet in vorteilhafter Weise, daß es beim Einsetzen des Geschosses in die Patronenhülse, in welche der Treibladungsanzünder eingejschraubt und das Treibladungspulver eingefüllt ist, zu keiner

•unerwünscht hohen Verdichtung des Treibladungspulvers zwischen j dem Treibladungsanzünder und dem Geschoßboden kommt, da die !einzelnen Treibpulverkörner an der Kappe 7 seitlich abgleiten !und damit ausweichen können. Diese Gefahr der Verdichtung und 'evtl. auch Zerstörung besteht insbesondere dann, wenn sich der ,Treibladungsanzünder bis zum oder doch nahe bis zum Geschoßboden !erstreckt, was vorzugsweise der Fall ist.

ι

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Eine v/eitere Ab Schluß scheibe 6 ist im Inneren der Bodenschraube 1 angeordnet. Die Teile 2 und 22 der Zündführungshülse sind jeweils mit einer Anzündladung 5 gefüllt und weisen die längs- i laufenden elektrischen Leiterbahnen a und b auf, von denen die ; Leiterbahn a mit der Bodenschraube 1 als Massepol und die Lei- . terbahn b mit dem Mittelpol 11 verbunden ist, indem sie zwischen , der hinteren Abdeckscheibe 6 und dem Mittelpol 11 beispielsweise , eingespannt ist. Die Leiterbahnen sind z.B. aus der klebefähiger Kupferfolie 1181 der Firma 3M-Company, Heuss, hergestellt. ;

Die Leiterbahn oder Zuleitung a läuft von der Bodenschraube 1 I

außen am Teil 2 der Zündführungshülse entlang, über die Ver- ;

bindungshülse 3» das vordere Teil 22 der Zündführungshülse bis ;

zu deren vorderen Ende, wird dort zwischen, der Kappe 7 und der ■-

vorderen Abdeckscheibe 6 umgelenkt und läuft am Teil 22 zurück : zum Zündsystem, mit dessen einem Kontakt sie elektrisch leitend

verbunden ist. Der andere Kontakt des Zi&tdsystems ist mit der .

Leiterbahn oder Zuleitung b verbunden, die innen an dem hinteren _; Teil 2 der Zündführungshülse entlang zum Mittelpol 11 führt. Bei-!

[de Leiterbahnen sind also mit dem Zündsystem 4 verbunden, wobei !

ι ' ί

!eine von beiden im "Umweg" über das vordere rohrförmige Teil 22 ί

ί !

geführt ist, um auch bei dessen möglicherweise auftretenden
mechanischen Zerstörung eine dann nachteilige Auslösung des
Zündsystems 4 zu verhindern.

Außerdem ermöglicht die zum vorderen Ende des Treibladungsanzünders geführte Leiterbahn in vorteilhafter Weise eine evtl.
elektrische Verbindung mit dem Geschoß, isEdeia das vordere Ende
des Treibladungsanzünders als Steckverbinfer ausgeführt wird,
der in den Geschoßboden eingreift und die Leiterbahn mit elektrischen Elementen des Geschosses verbindet. Beispielsweise kann auf diese Weise dann die Einstellung eines Geschoßzeitzünders
durch Eingabe entsprechender elektrischer Informationen vorgejnommen werden.

Die Teile 2 und 22 der Zündführungshülse ^weisen radiale Durchbrechungen 23 auf, durch die hindurch die Anzündflamme in den

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äußeren Ladungsraum hineinschlagen kann. Die Zündführungshülse 2, 22, die Verbindungshülse 3, die Kappe 7 und die Abdeckscheiben 6 bestehen vorzugsweise aus exotherm verbrennbarem Material, insbesondere zumindest im wesentlichen aus Treibmittel, so daß sie während des Anzündvorgangs exotherm verbrennen. Sie können bei- _: spielsweise als Preßkörper ausgebildet seirj und ein Bindemittel enthalten. ;

In Fig. 2 ist das Zündsystem 4 in vergrößertem Maßstab darge- ' stellt. Es enthält das Metallschichtelement 42, das einen Isolierkörper aus Glas, Keramik, Preßstoff, Treibmittel od.dgl. aufweist, welcher an den Stirnseiten mit Metallschichtkontakten versehen ist. Zwischen den Metallschichtkontakten befindet sich vorzugsweise eine Zündbrücke. Ein derartiges Metallschichtele- . ment ist in der DT-PS 20 20 016 beschrieben. Das Metallschicht- _; element 42 befindet sich in einer ringförmigen Ausnehmung, die j zwischen zwei axial gegeneinandergesetzten Zündelementhaltekörpern 41, 41' gebildet wird. Seine Stirnseiten liegen an den Ringscheiben 12 aus z.B." Zinnbronze an, von denen die eine mit ; der Zuleitung a und die andere mit der Zuleitung b verbunden ist., Die Zuleitungen a und b sind hier im Bereich des Zündsystems 4 etwas anders geführt als in Fig. 1. Die Zündbrücke ist in der i Zeichnung nicht sichtbar. Das Metallschichtelement 42 ist von dem ringförmigen Zentrierkörper 48 umgeben» der für eine räumliche Zentrierung des Metallschichtelementes 42 im Inneren der ' zwischen den Zündelementhaltekörpern 41, 41· gebildeten Ausnehmung sorgt.

I Zu dem Metallschichtelement 42 führen von beiden Stirnseiten der 'Zündelementhaltekörper 41, 41 · her axiale Bohrungen, die mit ; J den eingepreßten Primäranzündladungen 45 ausgefüllt sind. Zu den ;Enden hin sind diese Bohrungen erweitert. Diese Erweiterungen ¹ sind mit den eingepreßten Anfeuerverstärkerladungen 43 ausgefüllt, Die erweiterten Bohrungen sind schließlich durch Abdeckscheiben ,44 verschlossen, welche die stirnseitigen Begrenzungen der Zünd-, elementhaltekörper 41, 41 · bilden und im Bereich der Ladungen 43 .

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axiale Löcher 49 aufweisen. j

Das gesamte in Fig. 2 dargestellte Mittenzündsystem ist als korn- . pakter symmetrischer Block ausgebildet, dessen Teile miteinander
verklebt, verpreßt oder auf andere ΐ/eise fest verbunden sind. ; Sämtliche Teile mit Ausnahme der Metallschichten des Metallschichtelementes 42 und ggf. dessen Isolierkörper, sofern er aus
Glas, Keramik od.dgl. ausgebildet ist, bestehen zum überwiegenden Teil aus brennbarem Material, vorzugsweise einem exotherm
reagierendem Material, insbesondere einem Treibmittel. Das Zündsystem 4 befindet sich im Inneren der Verbindungshülse 3 (Fig.1)
zwischen den stirnseitigen Enden der Zündführungshülsenteile 2 ' und 22. ;

Wird zwischen dem Mittelpol 11 und der metallischen Bodenschraube 1 eine elektrische Spannung angelegt, so fließt ein Strom ^; über die Leiterbahn b, die im Inneren des Teils 2 liegt, zu : einem Pol des Metallschichtelementes 42 und weiter über die ; Zündbrücke auf die andere Seite zur Leiterbahn a. Diese ist über
das verbrennbare Zündführungshülsenteil 22 herumgeführt und [ führt vielter'über die Verbindungshülse 3 und das ebenfalls ver- j brennbare Zündführungshülsenteil 2 zur Bodenschraube 1 zurück.

I Durch den fließenden Strom wird die auf dem Metallschichtelement
42 befindliche Zündbrücke gezündet. In Verbindung mit den sich ■ in dem Mittenzündsystem 4 befindenden Primäranzündladungen 45, \ die durch die axiale Bohrung 50 des Metallschichtelementes 42 ; miteinander in V/irkverbindung stehen, und den Anfeuerverstärker- ; !ladungen 43 werden die Anzündladungen 5 (Fig.1) gezündet. Die > j Anzündflammen schlagen je nach Dimensionierung der in der Zünd-

i ι führungshülse 2, 22 befindlichen Bohrungen 23 sofort oder ver- ^: j zögert in den äußeren Ladungsraum. j

'Das Mittenzündsystem 4 ist symmetrisch ausgebildet. Je nach Lage
;der Zündbrücke auf dem Metallschichtelement 42 zündet entweder
die Primäranzündladung 45 auf der rechten oder auf der linken
j Seite des Metallschichteiementes 42 zuerst. Die Zündflamme ^!

schlägt dann durch dessen Bohrung 50 hindurch und initiiert die jeweils andere Primäranzündladung 45. Auf diese Weise werden beide Anfeuerverstärkerladungen praktisch gleichzeitig gezündet und die Anzündflammen breiten sich symmetrisch nach hinten und vorn, ausgehend von der Mitte, in der Zündführungshülse 2, 22 ; aus. - I

Wenn alle Anzündmischungen, die aus solchen Mischungen bestehen, die schneller verbrennen als die umgebenden verbrennbaren Bauteile, voll zur Wirkung gekommen sind, wird die um den Treibladungsanzünder in der Patronenhülse liegende Treibpulverladung angefeuert. Die hohen Verbrennungstemperaturen und der hohe Druck, die sich dann beim Schuß bilden, bewirken, daß der gesamte verbrennbare Teil des Treibladungsanzünders vollständig während der Schußzeit verbrennt. ■

Das erfindungsgemäße Mittenzündsystem ist in Verbindung mit dem Zündführungsgehäuse aus möglichst vielen gleichen Bauteilen aufgebaut, um den Aufwand für die Fertigung und den Zusammenbau möglichst gering zu halten. Ein weiterer Vorteil der unmittelbar im Zentrum oder annähernd im Zentrum einer Treibpulverladung eingeleiteten Zündung ist die sehr schnelle Anzündung mit einer vergleichsweise kleinen Menge der Anzündmischungen, wodurch eine zusätzliche Verringerung des Aufwandes bei gesteigerter Feuerkraft der Waffe erreicht wird. j

Gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Schaltungsbeispiel sind außer dem ' Metallschichtelement, das elektrisch durch den Widerstand R~ j gekennzeichnet ist, noch drei weitere elektrische Bauelemente vorgesehen, nämlich der Kennungskondensator Crr, der Temperaturfühler NTC und die Diode D. Diese Schaltung dient einerseits zum Bestimmen der Munitionskennung und zur Messung der Treibladungspulvertemperatur und andererseits zum Zünden des Zündsystems R₇. V/ährend der Meßphase liegt am Punkt b eine positive j Gleichspannung, der eine Wechselspannung geringer Höhe überlagert ist. Die Diode D verhindert in dieser Phase das Auslösen ,

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des Zündsysteins R₇. Mit der Wechselspannung wird der sich aus dem Kondensator C_K und dem NTC-Widerstand ergebende Wechselstromwiderstand bestimmt. Die Verschiebung des ohmschen Widerstandswertes des NTC-Widerstandes in Abhängigkeit von der Temperatur ändert den Realsteil des komplexen Wechselstromwiderstandes, Mit einem Auswertegerät wird der komplexe Wechselstromwiderstand in Real- und Imaginärteil zerlegt. Die Temperatur ist dem Realteil zugeordnet, die Munitionskennung dem Imaginärteil, der temperaturunabhängig ist. Werden beispielsweise für jede Munitionsart unterschiedliche Kondensatoren Cy- eingebaut, kann man bei gleicher Meßfrequenz der Wechselspannung entsprechend den unterschied liehen Imaginärteilen die Munitionsarten unterscheiden.

Wenn gezündet werden soll, wird die positive Gleichspannung an den Punkt a gelegt und damit durch die Diode D der Stromfluß über das Zündsystem R- freigegeben. Da der Widerstandsbereich des NTC-Widerstandes um einige Zehnerpotenzen größer gewählt ist als der des Zündsystems Ry, beeinträchtigt der durch den Nebenschluß des NTC-WiderStandes auftretende Energieverbrauch nicht die einwandfreie Auslösung des Zündsystems R-.

In Fig. 4 ist ein Zündsystem 4' dargestellt, das dem Zündsystem 4 von Fig. 2 weitgehend ähnlich ist, jedoch zusätzlich die elektrischen Bauteile der Schaltung von Fig. 3 enthält. Diese sind in plattenförmigen Adaptern 46, 47, die an die Abdeckscheiben 44 angesetzt sind, untergebracht.

Der wesentliche Vorteil der Anbringung der elektrischen Bauteile

I in dem Mittenzündsystem besteht in der vollkommenen Zerstörung j

der Bauelemente aus Keramik, Glas, Kunststoff, Halbleitermaterial und der metallischen Anschlußdrähte infolge des sehr hohen |

Druckes und der sehr hohen Temperatur, die beim Anzünden ent- j stehen. Diese Zerstörung ist außerordentlich wichtig, damit keine, (größeren Partikel das Waffenrohr beschädigen.

Da alle vier Bauteile in Längsrichtung im Mittenbereich des j Treibladungsanzünders angeordnet sind, werden nur zwei Leiter- j

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bahnen a und b zum Anschluß sämtlicher Bauelemente benötigt. Da die Temperaturmessung in der Mitte der Treibladung am vorteilhaftesten ist, ist die Anbringung des Temperaturfühlers WTC nahe bei dem Metallschichtelement 42 außerordentlich günstig. Würde man die anderen Bauteile, wie den Kennungskondensator C^ und die Diode D in der zunächst sich anbietenden metallischen _; Bodenschraube 1 unterbringen, so wären mindestens drei Zuführleitungen zu den in der Hülsenmitte befindlichen Bauteilen erforderlich. ;

Die aus verbrennbarem, insbesondere exotherm verbrennbarem Material hergestellten Elektronikadapter 46 und 47 bilden die mechanische Halterung für die elektrischen Bauteile. Sie weisen Längsbohrungen auf, in denen diese Bauteile untergebracht sind. Man erkennt, daß bei den eingezeichneten Leitungsführungen nur zwei Anschlüsse erforderlich sind. Die Bauteile C_K, NTC und D _; füllen die Ausnehmungen in den Adaptern 46, 47 vollständig aus. _: Ihre elektrischen Anschlüsse liegen in der Ebene der Stirnflächen der Adapter 46, 47. j

Neben dem bereits genannten Vorteil der einfacheren Führung der elektrischen Zuleitung zum Mittenzündsystem, ist aus Fig. 4 die geometrische Symmetrie der Bauelemente zu erkennen, die ; eine universelle Verwendung in Form eines Baukastensystems zuläßt. V/enn Treibladungsanzünder ohne elektrische Bauteile benötigt werden, werden lediglich die Elektronikadapter 46, 47 fortgelassen. Hieraus ergibt sich eine erhebliche Vereinfachung bei der Massenfertigung verschiedenartiger verbrennbarer An- i zündsysteme und damit auch eine erhebliche Verbilligung. j

Da die mechanischen Bauelemente erfindungsgemäß aus Energie ' liefernden verbrennbarem Material bestehen, kann die gesamte ι

mechanische Verbindung durch Kleben erfolgen. Dies hat den Vor- ·

teil, daß z.B. eine echte Vernetzung der Materialien gewährleistet ist und damit praktisch keine mechanisch geschwächten Verbindungsstellen entstehen. Die Leiterbahntechnik zum elektrischen Verbinden der elektrischen Funktionselemente muß durch

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die besondere Klebetechnik entsprechend modifiziert ausgeführt v/erden. Zum Beispiel sollten die elektrischen Leiterbahnen netzartig aufgebaut sein, so daß sich durch die Durchtrittsöffnungen in den Leiterbahnen die zu verbindenden Materialien in Verbindung mit einer geeigneten Preßtechnik vernetzen können.

Das Beispiel in Fig. 5 zeigt eine Nahtstelle, die das Prinzip der Vernetzung bei der Verbindung zweier verbrennbarer Bauelemente darstellt. Die Leiterbahn 9 wird dabei von den beiden verbrennbaren Körpern 8 und 10 eingeschlossen. Durch die Sieböffnungen 51 kann bei starkem Anpreßdruck der Körper 8 und 10 und bei einer Leiterbahn 9 mit einer Dicke zwischen etwa 2^m und 30yUm der Kleber die beiden Körper 8 und 10 miteinander vernetzen. Die eingezeichneten Streulinien sollen dabei die

molekulare Vernetzung charakterisieren. j

Die in Fig. 6 gezeigte Bodenschraube weist den Grundkörper 1 aus vorzugsweise Messing auf, der in den metallischen Patronenhülsenboden einschraubb'ar ist. In dem Grundkörper 1 befindet sich die Ausnehmung 52, in welcher der druckfeste Mittelpol 11 aus z.B. Stahl und das Dichtungselement 53 aus vorzugsweise ^; Messing oder auch einem elastischen Stahl untergebracht sind. Weiterhin ist in dem Dichtungselement 53 gegenüber diesem elektrisch isoliert zusammen mit dem Gehäuse 54 der federnde Kontaktstift 55 angeordnet. Der Mittelpol 11 und der Kontaktstift 55 sind mittels der Isolationen 56 bzw. dem Gehäuse 54 aus hartem druckfesten Kunststoff, beispielsweise Schichtpreßstoffen, gegenüber dem Grundkörper 1 elektrisch isoliert. Der Kontaktstift 55 stützt sich mittels der vorgespannten Schraubenfeder 57 aus Stahl, Federbronze od.dgl., die vorzugsweise noch vergoldet ist, am Mittelpol 11 und an der hinteren Abdeckscheibe 6 ^! der Zündführungshülse 2 ab und ist so mit diesen elektrisch leitend verbunden. Die Druckdichtigkeit der Bodenschraube wird durch die ringförmigen Kragen 58, 59 des elastisch deformierbaren Dichtungselementes 53 erreicht, das sich nach hinten am Mittelpol 11 abstützt. Der innere zylindrische Kragen 58 liegt am Gehäuse 54 an, während der äußere Kragen 59 an der Wandung

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der Ausnehmung 52 des Grundkörpers 1 anliegt. Zwischen beiden Kragen ist der ringförmige Druckraum 60 ausgebildet. Der vordere Rand des äußeren Kragers 59 greift formschlüssig in den Ringspalt 61 der Ausnehmung 52 ein, indem diese mit ihrer Ringkante 62 gegen den Kragenrand umgebördelt ist. Durch diese Vorspannung des Dichtungselementes 53 bei der Montage wird bereits eine relativ gute Abdichtung gegenüber dem Grundkörper 1 erreicht. Wenn beim Abfeuern des Treibladungsanzünders die Gase in den Druckraum 60 einströmen, wird durch den sehr hohen Gasdruck der äußere Kragen 59 gegen den Grundkörper 1 und der innere Kragen 58 gegen das Gehäuse 54 gepreßt, wodurch sich eine einwandfrei lidernde Abdichtung der Bodenschraube ergibt, die sich bis zu Drücken von 7000 bis 8000 bar bewährt hat.

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Le e rs e ι te

Claims

Patentansprüche :

1J Treibladungsanzünder für Munition, mit elektrischem Zündsy-stem und in einem Zündführungsgehäuse untergebrachter Anzündladung, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündführungsgehäuse (2, 3» 22) aus einem exotherm verbrennendem Material besteht.

2. Treibladungsanzünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündführungsgehäuse eine eingebettete metallische oder nichtmetallische Verstärkungseinlage enthält.

3. Treibladungsanzünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündführungsgehäuse nicht brennbare Einlagen aus einem sich beim Druckaufbau zerlegenden Material enthält.

4. Treibladungsanzünder; insbesondere nach einem der Ansprüche

1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Zündführungsgehäuse als langgestreckte Zündführungshülse (2, 22) ausgebildet ist, in deren Mittenbereich das elektrische Zündsystem (4, 4') j angeordnet ist, dessen Zündimpuls sich in der Zündführungs- ' hülse (2, 22) nach hinten und nach vorn ausbreitet. ι

5. Treibladungsanzünder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitung vom Patronenhülsenboden (1) j zum Zündsystem (4, 4') zumindest im wesentlichen über die ganze Länge der Zündführungshülse (2, 22) geführt ist.

6. Treibladungsanzünder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Zündsystem (4, 4') in einer j manschettenartigen Verbindungshülse (3) angeordnet ist, die Ϊ

! mit ihren Enden die beiden Teile (2, 22) der Zündführungs- ;

j hülse in einem gewissen Bereich übergreift und mit diesen, ] vorzugsweise durch Kleben, verbunden ist.

7. Treibladungsanzünder nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zündsystem (4*) im Mittenbereich der Zündführungshülse elektrische Bauelemente (C^-,-NTC, D) angeordnet sind, die über elektrische Leitungen mit dem Zündsystem verbunden sind.

8. Treibladungsanzünder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stirnseite des Zündsystems (4^!) eine Adapterplatte (46, 47) aus verbrennbarem Material angeordnet ist, die wenigstens eine Ausnehmung zur Aufnahme des bzw. der elektrischen Bauelemente aufweist.

9. Treibladungsanzünder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer mit dem Zündführungsgehäuse verbundenen Bodenschraube und in diesem elektrisch isoliert angeordneten Mittelpol, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpol (11) mit der einen Zuleitung (b) des Zündsystems (4, 4¹) über einen in einem Gehäuse (54) angeordneten Kontaktstift (55) verbunden ist, der sich gegen die ständig auf ihn einwirkende Kraft einer vorgespannten elektrisch leitenden Feder (57) am Mittelpol (11) und am Zündführungsgehäuse abstützt.

0. Treibladungsanzünder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (54) des Kontaktstiftes (55) von einem Dich- tungselement (53) umgeben ist, das sich nach hinten am Mittel-,

pol (11) bzw. an der Bodenschraube (1 ) abstützt und zwei nach '■ vorn sich erstreckende ringförmige Kragen (58, 59) mit da- ι zwischen ausgebildetem Ringraum (60) aufweist, wobei der innere Kragen (58) am Gehäuse (54) und der äußere Kragen (59) an der Wandung der Ausnehmung (52) der Bodenschraube (1) anliegt.

11. Treibladungsanzünder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere. Rand des äußeren Kragens (59) formschlüssig in dem Ringspalt (61) der Ausnehmung (52) gehalten ist.

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