DE3825662A1 - Geschossansetzer fuer artillerie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Geschoßansetzer für Artillerie mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

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 Weichmetall-Führungsring des Geschosses sich in den konischen Teil des Ladungsraumes einpreßt. Die Ein­ pressung muß dabei so stark sein, daß das Geschoß auch bei höchster Erhöhung des Geschützrohres nicht mehr aufgrund seines Eigengewichtes herausfällt und gleich­ zeitig eine Abdichtung des Ladungsraumes nach vorne erfolgt.

Da ein manuelles Ansetzen des Geschosses durch die Besatzung zeitaufwendig ist und mit einer erheblichen physischen Belastung der Besatzungsmitglieder verbunden ist, wurden Geschoßansetzer verschiedener Bauart ent­ wickelt, die das manuelle Ansetzen des Geschosses er­ übrigen sollen.

Eine besondere Bedeutung besitzen sogenannte Freiflugan­ setzer, denen das Prinzip zugrunde liegt, einer außer­ halb des Geschützes befindlichen Granate eine so große Beschleunigung zu verleihen, daß nach Verlassen des Beschleunigungssystems die Granate aufgrund des aus der Beschleunigung in ihr vorhandenen Momentes sich im freien Flug weiterbewegt und der Ansetzvorgang auf diese Weise realisiert wird. Ein derartiger Freiflugansetzer ist beispielsweise in DE-OS 36 07 006 beschrieben.

Es sind weiterhin Freiflugansetzer mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei denen das auf dem Schlitten gelagerte Geschoß einschließlich Schlitten beschleunigt wird und beim Erreichen der erforderlichen Ansetzgeschwindigkeit der Schlitten abgebremst wird. Das Geschoß fliegt dann durch das Boden­ stück und den Ladungsraum der Waffe und wird in den Zügen des Rohres angesetzt. Der Antrieb des Schlittens erfolgt durch einen pneumatisch oder hydraulisch betrie­ benen Kolben-Zylinderantrieb.

Ein bei derartigen Freiflugansetzern auftretendes Pro­ blem besteht darin, daß einerseits zur Erzielung einer möglichst hohen Ansetzgeschwindigkeit eine große Be­ schleunigung des Systems Schlitten-Geschoß notwendig ist und andererseits die Richtung, in der das Geschoß sich bei der Abbremsung vom Schlitten löst, mit hoher Ge­ nauigkeit fluchtend zur Rohrseelenachse der Waffe liegen muß, damit beim Durchfliegen des Bodenstückes und des Ladungsraums der Waffe keine Berührung zwischen dem Geschoß und den Innenwänden der Waffe stattfindet, die zu Beschädigungen am Geschoß oder an der Waffe führen können. Da der hier zur Verfügung stehende Spielraum im allgemeinen nur wenige Millimeter beträgt, muß dafür gesorgt werden, daß beim Abbremsen des Schlittens keine Störkräfte auftreten, welche zu Momenten an der An­ setzerkonstruktion führen und zur Folge haben, daß die Abflugrichtung des Geschosses von der Richtung der Rohrseelenachse abweicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geschoß­ ansetzer mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß auch bei hoher Beschleunigung beim Abbremsvorgang keine Störkräfte auftreten, die das Geschoß beim Ansetzvorgang negativ beeinflussen könnten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungs­ gemäßen Geschoßansetzers sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels noch genauer erläutert, besteht der Grundgedanke der Erfin­ dung darin, den Schlitten dadurch abzubremsen, daß er unter Zwischenschaltung eines Stoßdämpfers direkt auf das hintere Ende des Geschützrohres aufläuft. Dies hat infolge der sehr großen Masse des Geschützrohres die Folge, daß keine Abkippbewegung des Schlittens beim Abbremsvorgang auftritt, wie dies der Fall ist, wenn das Abbremsen beispielsweise durch Anschläge am Grundgestell der Führungsbahn des Schlittens oder durch Anschläge in der Antriebsvorrichtung erfolgt. Der zwischengeschaltete Stoßdämpfer ist auf der Längsmittelebene des Schlittens angeordnet und läuft vorzugsweise mindestens angenähert durch den Massenschwerpunkt des Schlittens, wodurch weiterhin sichergestellt wird, daß keine störenden Momente beim Abbremsvorgang auftreten. Es hat sich weiterhin als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Schlitten in Längsrichtung verlaufende Führungsschienen für das Geschoß aufweist und das am hinteren Ende des Schlittens angeordnete Angriffselement am Geschoß ober­ halb der Mittelachse des Geschosses angreift. Hierdurch wird verhindert, daß das Geschoß bei der Ablösung vom Schlitten eine Bewegung ausführt, bei der es sich mit der Spitze nach oben aufrichtet. Es wird vielmehr in der Beschleunigungsphase eine absolut stabile Lage auch bei unterschiedlichen Geschossen erreicht.

Wenn der Stoßdämpfer nur einen gewissen Anteil der kinetischen Energie des Schlittens beim Abbremsen auf­ nimmt, kann die restliche Energie zur Rückführung des Schlittens in die Ausgangslage ausgenutzt werden, wobei der bei Erreichen der Ausgangslage noch vorhandene Energieüberschuß durch einen weiteren Stoßdämpfer aufge­ nommen wird, der in das Antriebssystem integriert sein kann.

Zum Antrieb des Schlittens dient vorzugsweise ein pneu­ matisches System, bei dem die zum Betreiben des Kolben- Zylinderantriebs erforderliche Druckluft in einem Druck­ luftspeicher gespeichert ist und mittels eines schnell­ öffnenden Steuerventils schlagartig dem Kolben-Zylinder­ antrieb zugeführt wird.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für einen Geschoßansetzer nach der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 in einer stark schematisierten Darstellung im Längsschnitt das hintere Ende eines Geschütz­ rohres mit einem daran angeordneten Geschoßan­ setzer;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Schlittens bei einem Geschoßansetzer nach Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Aufsicht auf den Schlitten nach Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht des Schlittens nach Fig. 2 bis 4 von vorne;

Fig. 6 in leicht vergrößerter Darstellung einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 4;

Fig. 7 einen Schnitt durch den Stoßdämpfer für den Schlitten nach Fig. 2 bis 6;

Fig. 7a und 7b Einzelheiten des Stoßdämpfers nach Fig. 7 in den Bereichen VIIa und VIIb;

Fig. 8 in einem Schaltbild das pneumatische Steuer­ system für den Geschoßansetzer nach Fig. 1 bis 7.

Fig. 1 zeigt das hintere Ende des Geschützrohres 1 eines im übrigen nicht dargestellten Artilleriegeschützes, an dem das Bodenstück 2 angeordnet ist. Hinter dem Ge­ schützrohr 1 ist ein Geschoßansetzer angeordnet mit einem Grundgestell 3, auf dem eine Führungsbahn 5 be­ festigt ist, auf der ein Schlitten 4 über Gleitführungen 5.1 in einer Richtung parallel zur Rohrseelenachse R geführt ist. Der Schlitten 4 ist über ein Verbindungs­ element 5 mit einem Kolben-Zylinderantrieb 6 gekoppelt, durch den er in Pfeilrichtung B beschleunigt werden kann. In Längsrichtung des Schlittens 4 ist ein Stoß­ dämpfer 7 angeordnet, der weiter unten näher erläutert wird und der an seiner aus dem Schlitten nach vorne herausgeführten Kolbenstange 7.2 einen Anschlag 7.3 aufweist. Auf den im Schlitten 4 in Längsrichtung ange­ ordneten Führungsschienen 4.3 liegt das anzusetzende Geschoß 8. In Fig. 1 ist der Schlitten 4 mit dem Geschoß 8 in der Ausgangsposition vor Beginn des Beschleuni­ gungsvorganges dargestellt. Die Endposition des Schlit­ tens ist in gestrichelten Linien durch die Endlage der Kolbenstange 6.3 des Kolben-Zylinderantriebs 6 und die Endlage des Anschlags 7.3 des Stoßdämpfers 7 angedeutet. Wie Fig. 1 zu entnehmen, liegt in der Endlage des Schlittens 4 der Anschlag 7.3 unmittelbar am hinteren Ende des Geschützrohres 1 an.

In den Fig. 2 bis 6 ist die Konstruktion des Schlittens etwas detaillierter dargestellt. Der Stoßdämpfer 7 ist auf der Längsmittelebene M des Schlittens 4 angeordnet und seine Mittelachse m läuft in nicht besonders gekenn­ zeichneter Weise durch den Massenschwerpunkt des Schlittens 4.

Am hinteren Ende des Schlittens 4 ist ein schalenartiges Angriffselement 4.1 angeordnet, das, wie aus den Fig. 5 und 6 zu entnehmen, asymmetrisch zur Längsmittelebene des Schlittens ausgebildet ist, da das Einlegen des Geschosses 8 von einer Seite her erfolgt. Die Oberkante der Rückwand 4.2 des Angriffselementes 4.1 verläuft so, daß der Angriffspunkt oberhalb der Mittelachse A des auf den Führungsschienen 4.3 liegenden Geschosses 8 liegt.

ln Fig. 7 ist der Aufbau des Stoßdämpfers 7 genauer dargestellt. Der Stoßdämpfer 7 besitzt einen Zylinder 7.1, in dem ein Kolben 7.4 geführt ist, der eine Kolben­ stange 7.2 trägt, an deren äußerem Ende, in Fig. 7 nicht dargestellt, der Anschlag 7.3 angeordnet ist. Die Kol­ benstange 7.2 ist mit dem Kolben 7.4 und der Führungs­ stange 7.7 fest verbunden und wird beim Rücklauf des Kolbens über die Führungsstange 7.7 in einer Halterung 7.6 geführt. Im Raum zwischen der Führungsstange 7.7 und der Innenwand des Zylinders 7.1 ist eine Reibungsfeder 7.5 angeordnet. Derartige Reibungsfedern sind allgemein bekannt und ihr Aufbau ist den Fig. 7a und 7b, die einen Bereich an den beiden Federenden darstellen, zu ent­ nehmen. Die Reibungsfeder 7.5 ist aus einer Anzahl von geschlossenen Außen- und Innenringen aufgebaut, wobei die Außenringe an ihrer Innenseite und die lnnenringe an ihrer Außenseite Kegelflächen aufweisen, an denen sich die Außen-und Innenringe berühren. Wird die aus den Außen- und Innenringen gebildete Federsäule in Richtung der Federachse belastet, so schieben sich die Kegel­ flächen ineinander und bewirken, daß sich die Außenringe dehnen und sich die Innenringe im Durchmesser verklei­ nern. Da Außen- Innenringe aus Federstahl bestehen, tritt bei entsprechend hohen Kräften eine elastische Stauchung auf, wobei das besondere Kennzeichen dieser Feder in der starken Reibungsdämpfung aufgrund der Reibung zwischen den Außen- und Innenringen ist. Auf diese Weise werden etwa 2/3 der eingeleiteten Energie durch Reibung in Wärmeenergie umgesetzt.

Für den beschriebenen Geschoßansetzer ist ein derartig aufgebauter Stoßdämpfer besonders vorteilhaft, weil auf diese Weise der größere Teil, also etwa 2/3, der in Abbremsposition des Schlittens 4 vorhandenen kinetischen Energie durch Reibung umgesetzt werden, während der verbleibende Rest für den Rücklauf des Schlittens 4 in die Ausgangsposition zur Verfügung steht. Selbstver­ ständlich ist es auch möglich, einen Stoßdämpfer einzu­ setzen, der die gesamte kinetische Energie des Schlittens beim Abbremsen umsetzt und den Schlitten mit Hilfe des Antriebssystems wieder in die Ausgangslage zurückzuführen. Der Kolben-Zylinderantrieb 6 des Schlittens 4 kann im Prinzip hydraulisch oder pneuma­ tisch angetrieben sein.

Besonders vorteilhaft ist ein pneumatischer Antrieb mit einem Steuersystem wie es in Fig. 6 dargestellt ist.

Bei dem pneumatischen Steuersystem nach Fig. 8 ist der Arbeitsanschluß 6.1 des Kolben-Zylinderantriebs 6 über ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil 10 einerseits mit einem Auslaß und andererseits mit einem Druckluftspeicher 11 verbindbar. Der Druckluftspeicher 11 ist in der üblichen Weise an eine Druckluftquelle 14 angeschlossen. Der Rücklaufanschluß 6.2 des Kolben- Zylinderantriebs 6 ist über ein Schnellentlüftungsven­ til 12 einerseits an einen Auslaß und andererseits über ein zweites elektromagnetisch ansteuerbares Steuerventil 13 unter Zwischenschaltung eines Druckbegrenzers einer­ seits an den Druckluftspeicher 11 und andererseits an einen Auslaß anschließbar. Das Steuerventil 10 ist als schnellöffnendes Ventil ausgebildet, das sich durch eine sehr kurze Schaltzeit auszeichnet. Dadurch wird er­ reicht, daß der benötigte Volumenstrom schnell am Kol­ ben-Zylinderantrieb 6 zur Verfügung steht. Bei Einlei­ tung der Beschleunigung steht so schlagartig ein Druck von beispielsweise 30 bar zur Verfügung, durch den der Kolben nach vorne geführt wird und den Schlitten be­ schleunigt. Dabei wird die auf der anderen Seite des Kolbens befindliche Luftsäule beim Beschleunigungshub über das Schnellentlüftungsventil 12 ausgestoßen. Am Ende des Beschleunigungshubes wird der Schlitten 4 abgebremst, wobei, wie erwähnt, etwa 2/3 der kinetischen Energie umgesetzt werden und die Restenergie für eine Rückstellkraft zur Verfügung steht, durch die der Schlitten 4 in die Ausgangslage zurückgeführt wird. Bei der entsprechenden Kolbenbewegung im Kolben-Zylinderan­ trieb 6 wird die Luft durch den Arbeitsanschluß 6.1 und das entsprechend umgesteuerte Steuerventil 10 über eine Drossel 15 geführt, so daß bei dieser Bewegung der Kolben-Zylinderantrieb 6 als Stoßdämpfer wirkt, durch den die Restenergie umgesetzt wird. Es ist aber auch möglich, den Schlitten 4 zurückzuführen, indem der Rücklaufanschluß 6.2 über das zweite Steuerventil 13 und einen Druckbegrenzer 16 mit dem Druckluftspeicher 11 verbunden wird, wobei nunmehr dem Kolben-Zylinderantrieb 6 ein reduzierter Druck von beispielsweise 7 bar zuge­ führt wird, durch den der Schlitten 4 in die Ausgangspo­ sition zurückgeführt wird. Durch diese Ansteuerung wird erreicht, daß der Schlitten 4 wieder in eine de­ finierte Endlage zurückgestellt wird.

Claims (8)

1. Geschoßansetzer für Artillerie mit einem hinter dem Geschütz angeordneten Schlitten, der eine fluchtend zum Ladungsraum angeordnete Aufnahmemulde mit einem An­ griffselement am hinteren Ende für das Geschoß trägt und über eine Führung bewegbar auf einer parallel zur Geschützrohrachse verlaufenden Führungsbahn geführt ist und der mit einem Kolben-Zylinderantrieb zur Be­ schleunigung in Richtung auf das Geschützrohr gekoppelt ist und eine Bremsvorrichtung zur Abbremsung in einem vorgegebenen Abstand vor dem Geschützrohrende aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung einen in der Längsmittelebene des Schlittens (4) angeordneten Stoßdämpfer (7) aufweist, mit einem in einem Zylinder (7.1) gegen die Kraft einer Reibungsfeder (7.5) bewegba­ ren Kolben (7.4), der eine nach vorne über das vordere Ende des Schlittens (4) hinausgeführte Kolbenstange (7.2) trägt, an der ein Anschlag (7.3) angeordnet ist, wobei die Anordnung so ist, daß der Anschlag (7.3) in der vorderen Abbremsposition des Schlittens (4) un­ mittelbar am hinteren Ende des Geschützrohres (1) an­ liegt.

2. Geschoßansetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittelachse des Stoßdämpfers (7) mindestens angenähert durch den Massenschwerpunkt des Schlittens (4) verläuft.

3. Geschoßansetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlitten (4) in Längsrichtung verlau­ fende Führungsschienen (4.3) für das Geschoß (8) auf­ weist und das Angriffselement (4.1) am hinteren Ende des Schlittens (4) oberhalb der Mittelachse des Ge­ schosses (8) angreift.

4. Geschoßansetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsfeder (7.5) so ausgebildet ist, daß mindestens 2/3 der kinetischen Energie des Schlittens (4) beim Abbremsen durch Reibung umgesetzt wird und die restliche Energie zur Rückführung des Schlittens (4) in die Ausgangslage dient, wo der Energieüberschuß durch einen weiteren Stoßdämpfer (6) aufgenommen wird.

5. Geschoßansetzer nach Anspruch 4 mit einem pneuma­ tischen Kolben-Zylinderantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Stoßdämpfer der Kolben-Zylinderantrieb (6) dient, dessen Gasinhalt beim Rücklauf des Schlittens (4) über ein Drosselventil (15) abgelassen wird.

6. Geschoßansetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit pneumatischen Kolben-Zylinderantrieb, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Arbeitsanschluß (6.1) des Kolben- Zylinderantriebs (6) über ein schnellöffnendes erstes Steuerventil (10) wahlweise an einen Druckluftspeicher (11) oder einen Auslaß anschließbar ist, während der Rücklaufanschluß (6.2) über ein Schnellentlüftungsventil (12) mit einem Auslaß verbunden ist.

7. Geschoßansetzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rücklaufanschluß (6.2) über ein zweites Steuerventil (13) wahlweise an einen Auslaß oder den Druckluftspeicher (11) anschließbar ist.

8. Geschoßansetzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß im Auslaß des ersten Steuerventils (10) eine Drossel (15) angeordnet ist.