DE3607006A1 - Freiflugansetzer fuer artilleriegeschosse - Google Patents
Freiflugansetzer fuer artilleriegeschosseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Freiflugansetzer für
Artilleriegeschosse mit einer in einem vorgegebenen
Abstand hinter dem Geschütz fluchtend zum Ladungsraum
angeordneten Lademulde, in die das Geschoß einlegbar
ist, sowie einem an der Rückseite des Geschosses angrei
fenden mechanischen Beschleunigungsglied, das mit einem
Zylinderantrieb verbunden ist.
Zum Beladen von Artilleriegeschützen ist es erforder
lich, die 50 kg oder schwereren Artilleriegranaten mit
einer Geschwindigkeit von mindestens 1,5 m/sec soweit in
das Rohr des Geschützes hineinzutreiben, daß der Weich
metall-Führungsring des Geschosses sich in den konischen
Teil des Ladungsraumes einpreßt. Die Einpressung muß
dabei so stark sein, daß das Geschoß auch bei höchster
Erhöhung des Geschützrohres nicht mehr aufgrund seines
Eigengewichtes herausfällt und gleichzeitig eine Abdich
tung des Ladungsraumes nach vorne erfolgt.
Zur Zeit wird bei den meisten bekannten Panzerartille
riegeschützen das Ansetzen des Geschosses manuell durch
die Besatzung durchgeführt. Dazu wird das Geschützrohr
in eine geeignete Position gebracht, die Granate von
Hand in den Ladungsraum eingelegt und anschließend von
zwei bis drei Mann mit einem Ladestock mit größtmög
licher Wucht in den Ladungsraum hineingetrieben. Dieses
Verfahren hat sich als nachteilig herausgestellt, weil
zum Beladen des Geschützrohres dieses in eine von der
Schußrichtung abweichende Position gebracht werden
muß, was zeitaufwendig ist und anschließend ein neues
Anrichten erfordert. Ferner ist bei dieser Art des
Ladens ein großer Personalaufwand mit erheblicher
physischer Belastung der Besatzungsmitglieder erforder
lich. Die dabei erzielten Feuergeschwindigkeiten ent
sprechen nicht mehr den Forderungen des modernen Feuer
kampfes.
Es sind verschiedene Einrichtungen bekannt, die das
beschriebene manuelle Ansetzen des Geschosses erübrigen
sollen.
Bei einem bekannten, sogenannten Kettenansetzer werden
zwei auf einer Trommel aufgewickelte Ketten durch ein
spezielles Getriebe so zusammengeführt, daß sich die
beiden Ketten ineinander verhaken und dadurch stark
versteifen. Die zusammengesetzte Kette tritt dann quasi
stangenförmig aus dem Getriebe aus und kann zum Ansetzen
des Geschosses verwendet werden. Nachteilig an dieser
bekannten Vorrichtung ist neben dem großen Aufwand für
das Kettengetriebe die verhältnismäßig langsame Ansetz
geschwindigkeit, die auch daraus resultiert, daß nach
dem Ansetzvorgang die Kette wieder aus dem Ladungsraum
zurückgezogen werden muß.
Auf einem ähnlichen Prinzip wie die Kettenansetzer
beruhen Zahnstangenansetzer, bei denen ein Getriebe eine
Zahnstange nach vorn treibt, die den Ansetzvorgang
bewirkt. Diese Vorrichtung hat vor allen Dingen den
Nachteil, daß hinter dem Geschütz ein langer Raum für
die Unterbringung der Zahnstange verfügbar sein muß, was
bei Panzerartilleriegeschützen in aller Regel nicht der
Fall sein kann.
Es sind des weiteren Teleskopansetzer bekannt geworden,
bei denen der Ansetzvorgang durch einen Teleskoppneuma
tikzylinder erfolgt, der hinter dem Geschütz angeordnet
ist. Diese Anordnung ist eher geeignet, um in Panzerar
telleriegeschütze integriert zu werden, aber auch wie
derum mit dem Nachteil behaftet recht langsam zu sein
und insbesondere für den Rückzugvorgang wertvolle Zeit
in Anspruch zu nehmen.
Schließlich gibt es sogenannte Freiflugansetzer, denen
das Prinzip zugrunde liegt, einer außerhalb des Ge
schützes befindlichen Granate eine so große Beschleuni
gung zu verleihen, daß nach Verlassen des Beschleuni
gungssystems die Granate aufgrund des aus der Beschleu
nigung in ihr vorhandenen Momentes sich im freien Flug
weiterbewegt und der Ansetzvorgang auf diese Weise
realisiert wird.
Bei bekannten Freiflugansetzern wird diese Beschleuni
gung entweder aufgrund einer vorgespannten Feder oder
mittels eines ansteuerbaren Hydraulikzylinders erzeugt.
Ein Vorteil der Freiflugansetzer ist die hohe Geschwin
digkeit, mit der der Ansetzvorgang erfolgt und insbeson
dere die Tatsache, daß kein Zeitverlust für das Zurück
ziehen des Ansetzers aus dem Ladungsraum erforderlich
ist. Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Freiflugan
setzer besteht jedoch darin, daß der Aufwand für
Steuerungstechnik, Ventile, Druck- und Ausgleichs
speicher bei hydraulischen und mechanischen Systemen so
groß ist, daß neben den unerfreulich hohen Aufwand, der
die Zuverlässigkeit des System herabmindert, auch sehr
viel Raum innerhalb eines Fahrzeugs zur Integration des
Systems erforderlich ist. Bei Freiflugansetzern mit
vorgespannter Feder besteht weiterhin das Problem, daß
bei Verwendung geringer Lademengen die Feder nicht
ausreichend vorgespannt werden kann.
Die Erfindung geht aus von einem Freiflugansetzer mit
den eingangs und im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
beschriebenen Merkmalen. Die der Erfindung zugrunde
liegende Aufgabe bestand darin, einen Freiflugansetzer
dieser Bauart so auszubilden, daß einerseits mit hoher
Geschwindigkeit angesetzt werden kann, andererseits aber
nur ein sehr geringer technischer Aufwand erforderlich
ist, die Funktionssicherheit von der Lademenge unabhän
gig ist und nur sehr wenig Bauraum benötigt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentan
spruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Freiflugansetzers sind in den Unteransprüchen beschrie
ben.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, die not
wendige Kraft zur Beschleunigung des Geschosses (ca.
5000 Nm) mit Hilfe eines Pneumatikzylinders zu erzeugen.
Da beim Ansetzen von Artilleriegranaten große Kräfte
sehr schnell zur Verfügung gestellt werden müssen,
jedoch die Stellgenauigkeit unwesentlich ist, ist ein
pneumatisches System dem hydraulischen System erheblich
überlegen. Zur Erzeugung der für die Beschleunigung des
Geschosses erforderlichen Kraft kann ein besonders
großer Pneumatikzylinder mit kurzem Hub verwendet
werden, dessen Weg durch die Wegübersetzungsvorrichtung,
beispielsweise im Verhältnis 5:1, übersetzt wird. Der
Pneumatikzylinder wird dabei so groß gewählt, daß trotz
der Wegübersetzung von beispielsweise 5:1 am Angriffs
punkt des Geschosses noch die notwendige Kraft (ca. 5000
Nm) zur Verfügung steht. Da es darauf ankommt, den
Pneumatikzylinder besonders schnell zu bewegen und ein
langsamer Druckaufbau im Zylinder, wie normal üblich,
deshalb nicht in Frage kommt, wird gemäß der weiteren
Erfindung dem Pneumatikzylinder ein Druckluftspeicher
vorgeschaltet und der Pneumatikzylinder ist mit dem
Druckluftspeicher über ein schnell öffnendes Steuerventil
mit besonders großem Querschnitt verbunden. Dabei ist es
vorteilhaft, wenn Druckspeicher und Pneumatikzylinder
derart ausgelegt sind und der im Druckspeicher herr
schende Vordruck um soviel über dem zulässigen Höchst
druck des Pneumatikzylinders liegt, daß nach dem Öffnen
des Steuerventils und dem erfolgten schlagartigen Druck
ausgleich im Druckluftspeicher und Pneumatikzylinder dar
für den Pneumatikzylinder zulässige Höchstdruck
herrscht. Dadurch wird erreicht, daß der Pneumatikzylin
der auf seinem ganzen Arbeitsweg immer mit der maximal
möglichen Kraft und Geschwindigkeit abhängig vom einge
leiteten Druck arbeitet. Dies hat zur Folge, daß zu
sammen mit einem geeigneten Übersetzungsverhältnis von
ca. 5:1 das Beschleunigungsglied so stark beschleunigt
werden kann, daß eine an ihm anliegende Artilleriegrana
te mit einem Gewicht von 50 kg eine Startgeschwindigkeit
von mehr als 7 m/sec erreicht. Diese Startgeschwindig
keit reicht eindeutig aus, um das Geschoß in jeder
Position des Geschützrohres sich im Ladungsraum anzu
setzen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß mit dem erfin
dungsgemäßen Freiflugansetzer folgende Vorteile erzielt
werden können:
- a) Die Ansetzgeschwindigkeit des Geschosses liegt deutlich höher als bei hydraulischen oder federge spannten Systemen.
- b) Der technische Aufwand für die Gesamtanlage ist wesentlich geringer als bei bekannten Systemen, da die Anlage grundsätzlich nur einen Druckluft behälter, einen Pneumatikzylinder und ein Ventil benötigt, während alle bisher bekannten Vor richtungen sehr viel mehr notwendige Baugruppen aufweisen. Dies eröffnet die Möglichkeit eines redundanten Aufbaus.
- c) Die Verwendung von Preßluft mit ca. 16 bar Druck ist ungefährlich für die Besatzung im Gegensatz zu hydraulischen Systemen, bei denen das toxische, aggressive und brennbare Hydrauliköl mit 120 bis 150 bar und mit Temperaturen von über 100°C im Einsatz ist.
- d) Die Verwendung von Preßluft ist hinsichtlich ge ringfügiger Leckage unkritisch, weil einerseits kein Mediumsverlust entsteht, der eine Versorgung mit Ersatzmedium erforderlich macht und zum anderen durch die Leckage keine Toxitizität, Brandgefahr oder Korrosion entstehen kann.
- e) Die Reparatur von pneumatischen Systemen, bei spielsweise das Auswechseln von Leitungen, ist ohne Probleme (z.B. anschließende Entlüftung des Systems) möglich.
- f) Das pneumatische Freiflugansetzsystem kann im Notbetrieb nach Ausfall der zentralen Steuerung und Energieversorgung auch aus einer mitgeführten Preßluftflasche direkt angesteuert werden, wodurch ein Freiflugansetzen im Notbetrieb möglich ist.
- g) Der pneumatische Freiflugansetzer ist in seiner Leistungsfähigkeit nicht von der verschossenen Treibladung abhängig.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen
ein Ausführungsbeispiel für einen Feiflugansetzer nach
der Erfindung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 in einer teilweise als Schaltbild dargestellten
Prinzipdarstellung einen Freiflugansetzer un
mittelbar vor der Auslösung seiner Betätigung;
Fig. 2 den Freiflugansetzer nach Fig. 1 während des
Beschleunigungsvorganges des Geschosses;
Fig. 3 den Freiflugansetzer nach Fig. 1 und 2 nach
Ablauf des Ansetzvorganges.
In den Fig. 1 bis 3 ist in stark schematisierter Dar
stellungsweise das hintere Ende 1 eines Geschützrohres
dargestellt, an dem ein Freiflugansetzer angeordnet ist,
mit einer fluchtend zum Ladungsraum 3 des Geschützrohres
1 angeordneten Lademulde 2, in welche ein Geschoß A
einlegbar ist. An den Ladungsraum 3 schließt sich über
einen konischen Teil 4 das eigentliche Geschützrohr 5
mit Zügen und Feldern an.
Der Freiflugansetzer weist weiterhin einen um eine
Schwenkachse 9 schwenkbaren Ansetzhebel 6 auf, dessen
freies Ende an der Rückseite des in die Lademulde 2
eingelegten Geschosses A über eine Führungsrolle 7
angreift. An einem Anlenkpunkt 8 zwischen der Schwenk
achse 9 und dem freien Ende des Ansetzhebels 6 greift
ein Übertragungsgestänge 13 an, das über eine Gelenkver
bindung 14 mit dem Kolben 11 eines Pneumatikzylinders 10
verbunden ist, dessen Kolbenbewegung gegen eine Rückhol
feder 12 erfolgt.
Der Anlenkpunkt 8 am Ansetzhebel 6 ist so gewählt, daß
das Verhältnis des Abstandes des freien Endes des An
setzhebels 6, also der Abstand der Führungsrolle 7, von
der Schwenkachse 9 zum Abstand des Anlenkpunktes 8 von
der Schwenkachse 9, welches das Übersetzungsverhältnis
der Bewegungsübersetzung durch den Ansetzhebel 6 dar
stellt, etwa 5:1 beträgt.
Der Einlaß 15 des Pneumatikzylinders 10 ist über ein
schnell öffnendes Steuerventil 17 mit elektromagneti
schem Betätigungsteil 18 an einen Druckluftspeicher 19
angeschlossen, der seinerseits über ein weiteres Steuer
ventil 20 mit elektromagnetischem Betätigungsteil 22 an
eine Druckluftquelle 21 angeschlossen ist.
Weiterhin ist der Zylinderauslaß 16 des Pneumatikzylin
ders 10 über ein Steuerventil 25 mit elektromagnetischem
Betätigungsteil 26 mit der Außenluft verbindbar.
Die elektromagnetischen Betätigungsteile 18, 22 und 26
liegen in einem elektrischen Steuerkreis, wobei der
Betätigungsteil 18 durch einen Schalter 24, der Betäti
gungsteil 22 durch einen Schalter 23 und der Betäti
gungsteil 26 durch einen Schalter 27 einschaltbar ist.
Die Funktionsweise des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten
Freiflugansetzers ist folgende:
In der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsposition wird das
Geschoß A manuell oder durch einen Lademechanismus in
die Lademulde 2 eingelegt. Das freie Ende des Ansetzhe
bels 6 befindet sich hinter dem Geschoß und liegt mit
der Führungsrolle 7 am Geschoßboden an.
In diesem Zustand ist der Druckluftspeicher 19, ge
steuert über das Füllventil 20, mit Preßluft gefüllt.
Bei Betätigung des Schalters 24 wird über den elektro
magnetischen Betätigungsteil 18 das Steuerventil 17
geöffnet und die Preßluft schlagartig in den Pneumatik
zylinder 10 eingeleitet. Der Kolben 11 bewegt sich in
diesem Fall mit hoher Geschwindigkeit nach oben und in
seiner Endposition wird Druckgleichheit zwischen dem
Druckluftspeicher 19 und dem Pneumatikzylinder 10 er
reicht. Die Bewegung des Kolbens 11 wird über das Ver
bindungsgestänge 13 auf den Ansetzhebel 6 übertragen,
wobei die ganze Anordnung so gewählt ist, daß das Ver
bindungsgestänge 13 auf Zug beansprucht wird, wodurch
die Gefahr eines Ausknickens vermindert wird. Der An
setzhebel 6 überträgt sein Moment auf das Geschoß A in
der Lademulde 2 und dieses setzt sich in Richtung auf
den Ladungsraum 3 in Bewegung. Dieser Zustand ist in
Fig. 2 dargestellt. Das Geschoß A befindet sich im
Ladungsraum 3 auf dem Flug in Richtung auf den Ansetzer
konus 4. Durch die Gelenkverbindung 14 zwischen dem
Gestänge 13 und dem Kolben 11 wird die seitliche Ab
weichung der Bewegung des Ansetzhebels 6 ausgeglichen.
Aus Fig. 3 ist der Endzustand des Ansetzvorganges er
kennbar, indem das Geschoß A den Ladungsraum 3 durch
schritten hat und sich mit seinem Führungsring in den
konischen Teil 4 festsetzt.
Gleichzeitig wird durch Einschalten des Schalters 27
über den Betätigungsteil 26 das Entlüftungsventil 25
geöffnet, wodurch der Pneumatikzylinder 10 entlüftet
wird und der Kolben 11 unter der Wirkung der Rückholfe
der 12 in seiner Ausgangsstellung zurückkehrt.
Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungs
form des Freiflugansetzers ist die Schwenkachse 9 des
Ansetzhebels 6 in einer Ebene E 1 , die senkrecht zur
Längsachse L der Lademulde 2 steht, zwischen dem vorde
ren und dem hinteren Ende der Lademulde 2 und in einem
vorgegebenen Abstand von dieser Längsachse L angeordnet
und der Ansetzhebel 6 ist aus der Ebene E 1 in eine Ebene
E 2 geführt, die senkrecht zur Längsachse L hinter der
Lademulde 2 angeordnet ist, wobei der Ansetzhebel 6 beim
Erreichen der Ebene E 2 eine Abknickung aufweist, so daß
sein freies Ende im wesentlichen in dieser Ebene E 2
liegt. Wie Fig. 3 zu entnehmen, hat diese Anordnung und
Ausbildung den Vorteil, daß der Rücklauf des Geschütz
rohres 1 in Richtung R bei Abgabe des Schusses, der bis
in die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Position
erfolgen kann, durch den Ansetzhebel 6 nicht behindert
wird.
Wie das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, ist der
beschriebene Freiflugansetzer aus sehr wenigen Bau
gruppen aufbaubar, die kompakt angeordnet werden können.
Dies eröffnet die Möglichkeit eines redundanten Ausbaus,
indem an einem Geschützrohr zwei identisch aufgebaute
Freiflugansetzer sehr dicht nebeneinander angeordnet
werden können.
Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungs
beispiel ist als Pneumatikzylinder ein Kolbenzylinder
verwendet. Es kann an dieser Stelle auch ein pneumati
scher Membranzylinder mit großer Zylinderfläche verwen
det werden, durch den ein besonders schnelles Ansprechen
der Vorrichtung erreicht wird.
Claims (8)
1. Freiflugansetzer für Artilleriegeschosse mit einer in
einem vorgegebenen Abstand hinter dem Geschütz fluchtend
zum Ladungsraum angeordneten Lademulde, in die das
Geschoß einlegbar ist, sowie einem an der Rückseite des
Geschosses angreifenden mechanischen Beschleunigungs
glied, das mit einem Zylinderantrieb verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderantrieb als
Pneumatikzylinder (10) ausgebildet ist, der über ein
schnellöffnendes Steuerventil (17) an einen Druckluft
speicher (19) angeschlossen ist und das mechanische
Beschleunigungsglied (7) über eine Wegübersetzungsvor
richtung (6) mit einem Übersetzungsverhältnis größer als
1 mit dem bewegbaren Teil (11) des Pneumatikzylinders
(10) verbunden ist.
2. Freiflugansetzer nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis mindestens 5:1
beträgt.
3. Freiflugansetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Druckspeicher (19) und Pneumatikzy
linder (10) derart ausgelegt sind und der im Druck
speicher (19) herrschende Vordruck um soviel über dem
zulässigen Höchstdruck des Pneumatikzylinders (10)
liegt, daß nach dem Öffnen des Steuerventils (17) und
erfolgtem Druckausgleich im Druckspeicher (19) und
Pneumatikzylinder (10) der für den Pneumatikzylinder
zulässige Höchstdruck herrscht.
4. Freiflugansetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Beschleuni
gungsglied als das freie Ende (7) eines schwenkbaren
Ansetzhebels (6) ausgebildet ist, der an einem vorgege
benen Anlenkpunkt (8) mit dem beweglichen Teil (11) des
Pneumatikzylinders (10) verbunden ist, wobei durch das
Verhältnis des Abstandes des freien Endes (7) von der
Schwenkachse (9) zum Abstand des Anlenkpunktes (8) von
der Schwenkachse (9) das Übersetzungsverhältnis gegeben
ist.
5. Freiflugansetzer nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schwenkachse (8) des Ansetzhebels (6)
in einer ersten Ebene (E 1) senkrecht zur Längsachse (L)
der Lademulde (2) und zwischen dem vorderen und dem
hinteren Ende der Lademulde (2) in einem vorgegebenen
Abstand von dieser Längsachse (L) angeordnet ist und der
Ansetzhebel (6) aus dieser ersten Ebene (E 1) in eine
zweite Ebene (E 2) senkrecht zur Längsachse (L) hinter
der Lademulde (2) geführt ist und im Bereich seines
freien Endes einen im wesentlichen in dieser zweiten
Ebene (E 2) verlaufenden Abschnitt (6 a) aufweist.
6. Freiflugansetzer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ansetzhebel (6) mit dem beweg
lichen Teil (11) des Pneumatikzylinders (10) über ein
Verbindungsgestänge (13) und eine Gelenkverbindung (14)
verbunden ist.
7. Freiflugansetzer nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Pneumatikzylinder (10) zum Ansetzhebel
(6) so angeordnet ist, daß bei seiner Betätigung das
Verbindungsgestänge (13) auf Zug beansprucht wird.
8. Freiflugansetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Pneumatikzylinder als
Membranzylinder ausgebildet ist.
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8141 | Disposal/no request for examination |