DE3836721C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine induktive Anzündvorrichtung für eine automatische Rohrwaffe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Eine derartige induktive Anzündvorrichtung ist beispielsweise aus der EP-A 01 63 899 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist eine primäre Induktionsstufe einem Verschluß einer automatischen Rohrwaffe zugeordnet. Die primäre Induktionsstufe dient zum Initiieren einer mit einer sekundären Induktionsstufe gekoppelten Anzündladung im Patronenboden.

Die generellen Vorteile, die ein induktives Anzündsystem gegenüber herkömmlicher Perkussions-Anzündung und gegenüber herkömmlicher elektrischer Anzündung mittels elektrischer Kontaktstifte bietet, sind hinreichend bekannt und ausführlich in der EP-A 01 63 899 beschrieben.

Nachteilig bei der dort beschriebenen induktiven Anzündvorrichtung ist, daß ihre in der primären Induktionsstufe erzeugte elektromagnetische Energie über mehrere radiale Ankoppelungen und eine axiale Ankoppelung im Verschluß, insbesondere in dessen Stoßbodenbereich, in eine axiale Ankoppelung zwischen Verschluß und Patronenboden überführt werden muß, um dort in der sekundären Induktionsstufe des Anzündsatzes eine zum Initiieren der Patrone notwendige Energie bereitzustellen. Erfahrungsgemäß sind derartige Konstruktionen stark verlustbehaftet, so daß entweder in der primären Induktionsstufe eine große Ener­ gie bereitgestellt oder die patronenseitige sekundäre Induktionsstufe stark desensibilisiert werden muß, was insbesondere in sicherheitstechnischer Hinsicht äußerst problematisch ist.

Darüber hinaus ist die in der EP-A-01 63 899 beschriebene induktive Anzündvorrichtung in ihrem Wirkungsgrad nur schwer zu optimieren, da sie durch die radialen Ankoppe­ lungen und die Überführung in eine axiale Ankoppelung zwischen dem Stoßboden des Verschlusses und dem Patronen­ boden ein für einen optimalen Wirkungsgrad erforderliches homogenes elektromagnetisches Feld nicht bereitstellt.

Zusätzlich wird ein für eine axiale induktive Ankoppelung vorgesehener Stoßboden des Verschlusses während der Schußabgabe von einem Gasdruck der Treibladungs-Umsetzung beaufschlagt, was im allgemeinen zu Verformungen des Stoßbodens und damit zur Beeinträchtigung eben dieser axialen Koppelung mit einem sich von Schuß zu Schuß verschlechternden Wirkungsgrad führt.

Ein weiterer Nachteil der Anzündvorrichtung der EP-A- 01 63 899 besteht in der radialen Ankoppelung zwischen der primären Induktionsstufe, die als primäre Induktions­ schleife konzentrisch um den verriegelten Verschluß an­ geordnet ist, und den radial im Verschluß angebrachten magnetisch leitenden Übertragungsstücken. Eine derartige Anordnung erfordert für eine wünschenswerte Effizienz der Übertragung enge Passungen zwischen der oder den primären Induktionsschleifen und den verschlußseitigen Übertragungsstücken. Diese Forderung ist aber aufgrund der thermisch bedingten Ausdehnungen der radialen Über­ tragungsstücke im Verschluß kaum zu erfüllen und führt besonders bei den heutzutage geforderten hohen Kadenzen von Maschinenwaffen sehr schnell zu einem Festklemmen des Verschlusses.

Letztendlich nachteilig bei der in der EP-A 01 63 899 vorgeschlagenen Anzündvorrichtung ist die Anordnung der primären Induktionsschleife direkt hinter dem Waffenrohr. Da üblicherweise in diesem Bereich bei automatischen Rohrwaffen eine Dichtungs-Konfiguration vorgesehen wird, führt eine geringfügige Beeinträchtigung ihrer Dichtigkeit zu einer Druckbeaufschlagung der primären Induktionsstufe und möglicherweise zu deren Ausfall.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine induktive Anzündvorrichtung für automatische Rohrwaffen zu schaffen, die mit hohem Wirkungsgrad eine aus sicherheitstechnischen Gründen desensibilisierte Patronen-Anzündung sicher initiiert.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße induktive Anzündvorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.

Durch die erfindungsgemäße konzentrische Anordnung einer primären, waffenseitigen Induktionsstufe zu einer sekundären, munitionsseitigen Induktionsstufe wird ein homogenes magnetisches Feld erreicht, das sich in vorteilhafter Weise durch eine verlustarme Ankoppelung auszeichnet. Die erfindungsgemäße induktive Anzündvorrichtung ist unabhängig von einem vorgewählten Verschlußsystem und daher in vorteilhafter Weise mit einem beliebigen Verschlußsystem kombinierbar, das darüberhinaus mit einer entsprechenden, optimalen Dichtungskonfiguration versehen werden kann, die wiederum keinerlei Einschränkungen durch die induktive Anzündvorrichtung unterliegt.

Weiterhin ergibt sich durch die konzentrische Anordnung der primären Induktionsstufe der erfindungsgemäßen induktiven Anzündvorrichtung im Waffengehäuse um einen Ladungsraum der automatischen Rohrwaffe herum der Vorteil, daß eine ebenfalls zur erfindungsgemäßen induktiven An­ zündvorrichtung zu rechnende sekundäre, munitionsseitige Induktionsstufe losgelöst vom Patronenboden im Innern eines Treibladungs-Satzes der betreffenden Munition untergebracht werden kann, so daß neuesten Erkennt­ nissen der Innenballistik hinsichtlich eines optimierten Treibladungs-Abbrandverhaltens Rechnung getragen werden kann. Durch ein mit der erfindungsgemäßen Anordnung der sekundären, munitionsseitigen Induktionsstufe konzen­ trisch zur primären, waffenseitigen Induktionsstufe ge­ bildete homogene Magnetfeld sowie durch die dadurch er­ zielte besonders verlustarme induktive Ankoppelung können induktive Anzündsätze mit einer gewünschten, hohen Desen­ sibilisierung verwendet werden.

Zusätzlich ist durch die im Treibladungssatz, und damit im Innern der Patrone untergebrachte sekundäre Induktions­ stufe ein optimaler Schutz der sekundären Induktionsstufe sowie des Anzündsatzes gegeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Zuhilfenahme einer Zeichnung ausführlich erläutert und beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Längsschnitt-Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anzündvorrichtung in Kombination mit einem Drehkopf-Verschluß;

Fig. 2 eine Längsschnitt-Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anzündvorrichtung in Kombination mit einem Keilverschluß und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines im Ausführungs­ beispiel in Fig. 1 und 2 gemeinsamen Quer­ schnitts entlang einer in Fig. 1 und Fig. 2 durch III-III veranschaulichten Schnitt­ linie.

Die in den Fig. 1 und 2 abgebildeten Ausführungsbei­ spiele der erfindungsgemäßen induktiven Anzündvorrichtung 10 unterscheiden sich im wesentlichen durch die unter­ schiedlichen Verschlüsse der jeweils betrachte­ ten automatischen Rohrwaffe. Dabei stehen der in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Drehkopf-Verschluß 26 stell­ vertretend für andere denkbare, mit der Erfindung kom­ binierbare Geradzug-Verschlüsse und der in Fig. 2 bei­ spielhaft dargestellte Keilverschluß 34 stellvertretend für andere denkbare, mit der Erfindung kombinierbare Querverschlüsse einschließlich ihrer Verschlußäquivalente zu einem in Fig. 2 abgebildeten Querkeil.

Sofern in den Fig. 1 und 2 bei den dort abgebildeten Ausführungsbeispielen gleiche Merkmale der erfindungsge­ mäßen induktiven Anzündvorrichtung 10 dargestellt sind, sind diese Merkmale der Einfachheit halber mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die erfindungsgemäße Anzündvorrichtung 10 ist in einem Waffengehäuse 12 angeordnet, das auch ein Waffenrohr 14 mit einer Rohrseelenachse 16 aufnimmt. In einer zentri­ schen rückwärtigen Ausnehmung 18 des Waffenrohres 14 ist ein Erosionseinsatz 20 befestigt, der mit seiner zentrischen Ausnehmung einen Ladungsraum 22 für eine hülsenlose Munition bildet. Zwischen dem Waffenrohr 14 und dem Erosionseinsatz 20 ist zur Vereinfachung der Montage einer primären Induktionsstufe eine Scheibe 24 angeordnet, die den Erosionseinsatz 20 umgreift. Der in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Drehkopf-Verschluß 26 enthält einen an sich bekannten Drehkopf 28 sowie einen im Drehkopf 28 längsbeweglich gelagerten Pilz 30. Zur Abdichtung des Drehkopf-Verschlusses 26 dient eine Dichtungskonfiguration 32. Auf welche Art und Weise ein hinterer Bereich des Erosionseinsatzes 20 für einen Drehkopf-Verschluß 26, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt, hergerichtet sein muß, ist dem Fachmann ebenso wie eine Ausführung für äquivalente Geradzug-Verschlüsse durchaus geläufig und wird daher hier nicht weiter diskutiert.

Um die universelle Kombinierbarkeit der erfindungsgemäßen induktiven Anzündvorrichtung 10 zu verdeutlichen, ist in Fig. 2 statt des Drehkopf-Verschlusses 26 (Fig. 1) ein Keilverschluß 34 mit einem Verschlußkeil 36 dargestellt, der durch eine Dichtungskonfiguration 38 gegenüber dem Erosionseinsatz 20 abgedichtet ist. Auf welche Art und Weise auch der Keilverschluß 34 mit seiner Dichtungskon­ figuration 32 am Erosionseinsatz 20 angelenkt wird, ge­ hört gleichfalls zum üblichen Fachwissen eines Durch­ schnittsfachmanns und wird daher nicht weiter beschrie­ ben. Als primäre Induktionsstufe dient eine an ihren Enden offene primäre Induktionsschleife 40, in Form einer offenen Induktionsspule, die in einer entsprechen­ den ringförmigen Ausnehmung des Erosionseinsatzes 20 in direkter Nachbarschaft zur Scheibe 24 untergebracht ist (siehe dazu auch Fig. 3).

Im unteren Bereich des Waffengehäuses 12 ist eine Schraub­ hülse 42 in das Waffengehäuse 12 eingeschraubt. Diese Schraubhülse 42 nimmt einen von einer Druckfeder 44 be­ lasteten zweipoligen Kontaktkopf 48 auf, der über eine an ihm befestigte elektrische Zuleitung 46 mit einer externen elektrischen Energieversorgung verbunden ist. Die zwei Pole des zweipoligen Kontaktkopfes 48 ragen in einer Ausnehmung 50 zwischen der Scheibe 24 und dem Erosionseinsatz 20 hinein, und zwar dort wo die offenen Enden der primären Induktionsschleife 40 münden. Die beiden offenen Enden der primären Induktionsschleife 40 sind zweckmäßigerweise durch ein Isolierstück 52 (siehe dazu Fig. 3) voneinander elektrisch isoliert. Durch die zweckmäßige Anordnung der Schraubhülse 42, die lösbar mit dem Waffengehäuse 12 verbunden ist, läßt sich für Instandsetzungs- bzw. Wartungsarbeiten eine Montage des Kontaktkopfes 48 auf einfache Weise bewerkstelligen. Der Kontaktkopf 48 wird durch die Druckbeaufschlagung durch die Druckfeder 44 im Innern der Schraubhülse 42 für eine sichere Kontaktgabe gegen die offenen Enden der primären Induktionsschleife 40 gedrückt. Eine gleichfalls in der Schraubhülse 42 vor­ gesehene Dichtung 54, vorzugsweise eine O-Ring-Dichtung, um die elektrische Zuleitung 46 herum verhindert ein Eindringen von Fremdkörpern, beispielsweise Wasser, Öl, Reinigungsmittel und anderes an die Kontaktstelle.

In den Fig. 1 und 2 ist weiterhin eine von der primä­ ren Induktionsstufe initiierbare hülsenlose (mit nicht­ metallischer Hülse) Munition abgebildet. Ein Projektil dieser Munition ist mit 56 bezeichnet und ein Treibla­ dungssatz mit 58. Dieser Treibladungssatz 58 ist vor­ zugsweise zweiteilig ausgeführt, so daß er auf einfache Weise aus zwei Segmenten zusammengesetzt werden kann. Der Treibladungssatz 58 enthält weiterhin einen zen­ trischen Zündkanal 60, in dem ein mit einer Sekundär­ spule 62 elektrisch leitend verbundener Anzündsatz 64 untergebracht ist. Die Sekundärspule 62, die als sekun­ däre Induktionsstufe der erfindungsgemäßen Anzündvor­ richtung 10 dient, ist innerhalb des Treibladungssatzes 58 derart angeordnet, daß sie bei einer im Ladungsraum 22 liegenden Munition konzentrisch zur primären Induktions­ schleife 40 im Erosionseinsatz 20 zu liegen kommt. Diese Anordnung ist deutlich den Fig. 1 und 2 sowie der Fig. 3 entnehmbar.

Die elektrische Verbindung zwischen der Sekundärspule 62 und dem Anzündsatz 64 wird von einer mit 66 bezeichneten Verdrahtung hergestellt. Für die Sekundärspule 62 im Treibladungssatz 58 der Munition sind eine oder mehrere Windungen denkbar, meist jedoch wird aus sicherheits­ technischen Gründen, um eine gewünschte Desensibilisierung der Munition zu erreichen, nur eine einzelne Windung ver­ wendet werden. Vorzugsweise ist jedoch die Sekundärspule 62 als elektrischer Leiter mit sehr geringem ohmschen Widerstand als geschlitzte, dünne Kupferscheibe ausge­ führt, die dann auch auf einfache Weise zwischen die zwei Segmente des Treibladungssatzes 58 gepackt werden kann. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Position des Anzündsatzes 64 etwa in der Mitte des Zündkanals 60 im Treibladungssatz 58 entspricht neueren innenballisti­ schen Erkenntnissen und gewährleistet ein optimiertes Abbrandverhalten des Treibladungssatzes 58. Zweckmäßiger­ weise ist die Munition in ihrem Bodenbereich von einer Abschlußplatte 68, gleichfalls aus Explosivstoff ge­ fertigt, verschlossen und von einer Hülse 70, vorzugs­ weise eine mit verbrennbarem Werkstoff getränkte Papp­ hülse, umgeben, und so vor mechanischer Einwirkung von außen geschützt. Weiterhin wird durch die Loslösung des Anzündsatzes 64 vom Boden (hier: Abschlußplatte 68) ein besonders guter mechanischer Schutz des Anzünd­ satzes 64 erreicht.

Fig. 3 veranschaulicht einen den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 gemeinsamen Querschnitt durch die erfindungsgemäße induktive Anzündvorrichtung 10 und eine im Ladungsraum 22 befindliche Munition in Höhe einer Ebene durch den zweipoligen Kontaktkopf 48. Deutlich zu sehen ist die nach unten offene primäre Induktionsschleife 40, an deren offenen Enden der zweipolige Kontaktkopf 48 anliegt. Besonders deutlich wird auch in Fig. 3 die konzentrische Anordnung der primären Induktionsschleife 40 und der ihr zugeordneten Sekundärspule 62 in der Munition.

Die primäre Induktionsschleife 40 wird vorzugsweise in die entsprechende Ausnehmung des Erosionseinsatzes 20 frei von Porenvolumen eingebracht, beispielsweise durch Einpressen oder Eingießen. Der Erosionseinsatz 20 und die Scheibe 24, die die primäre Induktionsschleife 40 gegenüber dem Waffenrohr 14 isoliert, bestehen vorzugs­ weise aus einem hochfesten, antimagnetischen Stahl und sind dem Waffenrohr 14 in der in den Figuren dargestell­ ten Weise konzentrisch zugeordnet. Gleichfalls besteht die Schraubhülse 42 aus einem entsprechenden antimagne­ tischen Werkstoff, so daß das in der primären Induktions­ schleife 40 erzeugte temporäre Magnetfeld nicht in das Waffengehäuse 12 bzw. in das Waffenrohr 14 unter Ver­ lusten verzweigt.

Die eigentliche Anzündung der im Ladungsraum 22 befind­ lichen Munition geschieht durch eine schußweise Erzeugung eines Stromimpulses in der primären Induktionsschleife 40, die über den Kontaktkopf 48 mit einer waffenexternen Energieversorgungs- und Steuereinheit verbunden ist. Auf­ grund des Stromimpulses wird in der primären Induktions­ schleife 40 ein temporäres Magnetfeld erzeugt, das im Sinne eines homogenen Magnetfeldes die munitionsseitige Sekundärspule 62 schneidet und hier einen Stromstoß in­ duziert. Dieser Stromstoß wird über die Verdrahtung 66 an den Anzündsatz 64 weitergeleitet und führt zu dessen Ini­ tiierung und letztendlich zur Anzündung des Treibladungs­ satzes 58. Die Anordnung des Anzündsatzes 64 etwa in der Mitte des Treibladungssatzes 58 sorgt in Verbindung mit dem zentrischen Zündkanal 60 für einen innenballistisch optimierten Abbrand des Treibladungssatzes 58 und damit zu einem optimalen Beschleunigungsvorgang des Projektils 56 im Waffenrohr 14.

Claims (5)

1. Induktive Anzündvorrichtung (10) für eine automatische Rohrwaffe mit verriegelbarem Verschluß zum Verschießen patronierter Munition, wobei die Anzündvorrichtung (10) eine im Waffengehäuse (12) angeordnete, primäre Induktionsstufe und eine in der Munition angeordnete, sekundäre Induktionsstufe umfaßt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die primäre Induktionsstufe enthält eine offene Induktionsschleife (40) mit wenigstens einer Windung, die den Ladungsraum (22) im Waffengehäuse (12) und die sekundäre Induktionsstufe konzentrisch umgibt;
• b) die sekundäre Induktionsstufe ist im Treibladungssatz (58), der mit einer nichtmetallischen Hülse (70) versehenen Munition untergebracht und mit deren Anzündsatz (64) elektrisch verbunden.

2. Induktive Anzündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem Waffenrohr (14) der Rohrwaffe eingebrachter und als Ladungsraum (22) dienender Erosionseinsatz (20) die primäre Induktionsschleife (40) aufnimmt.

3. Induktive Anzündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Induktionsschleife (40) mit ihren offenen Enden mit einem zweipoligen elektrischen Kontaktkopf (48) verbunden ist, der im Waffengehäuse (12) eingesetzt ist und die primäre Induktionsschleife (40) mit einer waffenexternen Energieversorgung verbindet.

4. Induktive Anzündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweipolige Kontaktkopf (48) von einer Druckfeder (44) belastet, in einer in das Waffengehäuse (12) einschraubbaren Schraubhülse (42) angeordnet ist.

5. Induktive Anzündvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Waffenrohr (14) und dem den Ladungsraum (22) bildenden Erosionseinsatz (20) eine Scheibe (24) angeordnet ist, die wie auch der Erosionseinsatz (20) und die Schraubhülse (42) aus antimagnetischem Werkstoff gefertigt ist.