DE4220680A1 - Vorrichtung zum verschiessen von munition - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschießen von Munition nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für das Abschießen von Geschossen sind modulare Treib­ ladungskörper entwickelt worden, die in unterschied­ licher Anzahl in den Verbrennungsraum eingesetzt werden können. Durch die Wahl einer bestimmten Anzahl von Ladungskörpern lassen sich alle Reichweiten abdecken. DE 38 15 436 A1 beschreibt einen derartigen modular aufgebauten Treibladungskörper, der als Treibladung in einer Kunststoffmatrix eingebettete Treibladungskörner enthält. Der Treibladungskörper kann als zylindrischer Körper ausgebildet sein und enthält einen längslaufen­ den Kanal, an dessen Wand sich eine Zentralanfeuerung befindet. Die bekannten modularen Treibladungskörper sind für eine automatische Zuführung ausgelegt und werden durch eine externe Anfeuerung durch den Ver­ schluß der Waffe gezündet. Im Verschluß der Verbren­ nungskammer ist ein Treibladungsanzünder eingesetzt, der von einem Abfeuerungsmechanismus, beispielsweise in Form eines Schlagbolzens, initiiert wird. Der Treib­ ladungsanzünder zündet mit einem sich in den Verbren­ nungsraum erstreckenden Zündstrahl zunächst nur die Zentralanfeuerung des ersten der axial zueinander aus­ gerichteten, hintereinander angeordneten Treibladungs­ module an. Da die Anzündung erst von Modul zu Modul geführt werden muß, ergibt sich ein zeitlicher Verzug, bis alle Treibladungskörper gezündet sind. Eine simul­ tane Zündung aller Treibladungskörper ist mit den be­ kannten Treibladungszündern nicht möglich. Ferner ist nachteilig, daß zu jedem Schuß ein spezieller Treib­ ladungsanzünder gehört, der auf die geometrischen Ab­ messungen des Verschlusses oder auf die verwendete Ladung abgestimmt sein muß. Dadurch wird eine umfang­ reiche Lagerhaltung notwendig.

Aus DE 27 34 169 A1 ist eine Vorrichtung zur kontakt­ losen Übertragung elektrischer Energie für den pyro­ technischen Zünder eines Geschosses bekannt. Die elek­ trische Zündenergie wird von einer Primärspule auf eine Sekundärspule übertragen, die an den pyrotechnischen Anzünder angeschlossen ist. Sekundärspule und Anzünder sind an der dem Verschluß zugewandten Seite des Geschosses angebracht, während die Primärspule zur Erregung der Sekundärspule im Waffenverschluß in unmittelbarer Nähe zur Sekundärspule integriert ist. Nachteilig ist, daß das bekannte Zündsystem nur die Initiierung des Anzündmittels eines einzigen Treib­ ladungskörpers erlaubt. Die gleichzeitige Anzündung von mehreren untereinander angeordneten, modularen Treib­ ladungskörpern ist mit dem Zündsystem nicht möglich.

Aufgrund der geforderten Festigkeit des den Verbren­ nungsraum abschließenden Verschlusses gegen die hohen Belastungen beim Abschuß und zur Verringerung der Wirbelstromverluste in der Primärspule aufgrund des kurzzeitigen Hochstrompulses in der Primärspule muß der Waffenschluß aus massivem nicht magnetischem Material gefertigt sein. Da die magnetische Kopplung zwischen der im Verschluß befindlichen Primärspule und der Sekundärspule im Verbrennungsraum nur unter Zwischen­ schaltung eines nicht magnetischen Werkstoffs erfolgt und das erzeugte Magnetfeld mit dem Quadrat der Ent­ fernung abnimmt, ist der Wirkungsgrad der Energie­ übertragung schlecht bzw. begrenzt. Ferner führt der die Primärspule im Verschluß umgebende Hohlraum zu einer Schwächung der Festigkeit des gesamten Verschluß­ systems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Verschießen von Munition zu schaffen, deren Zündsystem vereinfacht ist, eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und eine gleichzeitige Zündung mehrerer im Verbrennungsraum befindlicher Ladungskörper erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verschießen von Munition erfolgt die Zündung der einzelnen im Ver­ brennungsraum befindlichen Treibladungskörper induktiv. An dem Verbrennungsraum ist eine ortsfeste, ein Zünd­ signal mit hoher Feldstärke erzeugende Primärspule angeordnet, während in jedem Treibladungskörper eine Sekundärspule vorhanden ist. Die Sekundärspule ist an den Zündmittelwiderstand eines in jedem Treibladungs­ körper integrierten elektrischen Anzündmittels ange­ schlossen, durch das die Anzündung der Treibladung eingeleitet wird. Das von der Primärspule erzeugte sich zeitlich ändernde Magnetfeld durchsetzt den Ladungsraum und induziert in den Sekundärspulen der Treibladungs­ körper einen Strom, so daß die elektrischen Anzünd­ mittel sämtlicher Treibladungskörper gleichzeitig akti­ viert werden und alle Treibladungen auf einmal bzw. simultan zünden. Aufgrund der Simultanzündung der Treibladungskörper können schnelle Schußfolgen erzielt werden.

Eine zeitliche Änderung des Magnetfeldes kann vorteil­ haft dadurch erzeugt werden, daß ein aufgeladener Kon­ densator - der Zündkondensator - über die Primärspule entladen wird. Die im Kondensator gespeicherte Energie wird auf die Primärspule übertragen. Es entsteht ein Magnetfeld, das den Verlauf einer erzwungenen ge­ dämpften periodischen Schwingung zeigt, wobei das Dämpfungsdekrement und die zeitliche Änderung im wesentlichen durch die Kapazität des Kondensators, die Induktivität der Primärspule sowie den ohmschen Ver­ lustanteil bestimmt werden.

Ferner kann der Verschluß sehr einfach aufgebaut werden. Da die Primärspule nicht im Verschluß inte­ griert ist, sondern an dem Verbrennungsraum vorgesehen ist, erübrigt sich die Anbringung eines Durchbruchs in dem Verschluß zur Aufnahme eines geeigneten Anzünd­ systems. Der Verschluß oder wenigstens sein dem Ver­ brennungsraum zugewandter Teil kann aus einem massiven nicht magnetischen Werkstoff, wie z. B. Edelstahl X 5 MnCr 18 13 oder X 50 CrMnNiN 22 9 gemäß DIN 17 440, hergestellt werden und hat folglich eine hohe Festig­ keit gegen die hohen Belastungen beim Abschuß der Muni­ tion. Anstelle der vorgenannten Stahlsorten kann z. B. auch Keramik als fester nicht magnetischer Werkstoff verwendet werden. Die Primärspule ist zur Zündung unterschiedlicher Ladungstypen geeignet. Eine aufwen­ dige Lagerhaltung für mehrere speziell auf die geo­ metrischen Abmessungen der einzelnen Treibladungskörper abzustimmende Treibladungsanzünder entfällt. Sekundär­ spule und elektrisches Anzündmittel sind in jedem Treibladungskörper integriert.

Die Primärspule hat vorteilhafterweise eine solche Länge, daß ihr Wirkungsbereich sich über den gesamten Verbrennungsraum erstreckt. Wenn über die Primärspule ein Zündsignal erzeugt wird, wird der Verbrennungsraum von dem durch die Primärspule erzeugten Magnetfeld vollständig durchsetzt, so daß eine Einkopplung der Energie von der Primärspule auf die Sekundärspulen der Treibladungskörper über den gesamten Verbrennungsraum gegeben ist. Der Verbrennungsraum kann je nach der geforderten Reichweite mit einer bestimmten Anzahl von Treibladungskörpern bestückt werden. Unabhängig von der Position der Treibladungskörper im Verbrennungsraum ist immer eine sichere Zündung jedes einzelnen Treib­ ladungskörpers gewährleistet.

Zweckmäßigerweise umschließt die Primärspule den Ver­ brennungsraum. Die Primärspule kann beispielsweise eine den Verbrennungsraum vollständig umschließende Zylin­ derspule mit schraubenlinienförmigen Windungen sein, so daß der Verbrennungsraum im Innern der Spule von einem annähernd homogenen Magnetfeld durchsetzt wird.

Die Sekundärspule kann im Zentrum jedes Treibladungs­ körpers angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Sekundär­ spule zusammen mit dem Widerstand des elektrischen Anzündmittels in einem rohrförmigen Zylinderkörper an­ geordnet, der sich in einer zentralen Ausnehmung des Treibladungskörpers befindet. Der Zylinderkörper wird von der Treibladung umschlossen, die dann zentral ange­ feuert wird.

Vorzugsweise besteht der Zylinderkörper aus einem ver­ brennbaren Material, so daß nach der Verbrennung der Treibladung keine nennenswerten Rückstände zurück­ bleiben.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung zum Ver­ schießen von Munition in schematischer Darstel­ lung und

Fig. 2 einen Treibladungskörper in teilweise geschnit­ tener Darstellung, in dessen Zentrum eine Sekundärspule zusammen mit einem Zündmittel­ widerstand und einem Zündmittel angeordnet sind.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung zum Verschießen von Munition in schematischer Darstellung. Die Vorrichtung besteht aus einem massiven Basiskörper 1, der einen zylindrischen Verbrennungsraum 3 enthält. An seinem rückwärtigen Ende ist der Verbrennungsraum von einem schraubbaren massiven Verschluß 5 verschlos­ sen, der in der Ansicht gezeigt ist. Der dem Verbren­ nungsraum 3 zugewandte Teil 5′ des Verschlusses 5 ist aus massivem nicht magnetischem Werkstoff, wie er z. B. vorstehend genannt ist, hergestellt, während der hin­ tere Teil 5′′ ebenso wie der Basiskörper 1 und die anderen mit diesem verbundenen Teile aus normalem Waffenstahl hergestellt sind. Der Verbrennungsraum 3 geht in den Lauf 7 des Geschoßrohres 9 über, das sich an das vordere Ende des Basiskörpers 1 anschließt. Der Verbrennungsraum 3 enthält hier insgesamt sechs modular aufgebaute zylindrische Treibladungskörper 11, die axial zueinander ausgerichtet in dem Verbrennungsraum 3 hintereinander angeordnet sind. Die Treibladungskörper 11 sind gleichfalls in der Ansicht gezeigt und mit einem zentralen axialen Kanal 36 versehen, der durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die Treibladungs­ körper 11 sind je für sich von einem verbrennbaren Ge­ häuse eingeschlossen, das zur Vereinfachung der zeich­ nerischen Darstellung nicht gezeigt ist. Die verbrenn­ baren Gehäuse sind so ausgebildet, daß sie in an sich bekannter Weise durch eine Steckverbindung - wie sie z. B. in der DE-U-70 00 615 beschrieben ist - ent­ sprechend den angedeuteten Linien 12 miteinander ver­ bunden werden können. Je nach der geforderten Reich­ weite des Geschosses 13 kann der Verbrennungsraum 3 mit einer anderen Anzahl von Treibladungskörpern 11 be­ stückt werden. Er ist hier derart dimensioniert, daß er, wie in Fig. 1 dargestellt ist, maximal sechs Treib­ ladungskörper 11 aufnehmen kann. Die Zündung der in den einzelnen Treibladungskörpern 11 enthaltenen Ladungen erfolgt induktiv.

Zur Einkopplung der elektrischen Zündenergie wird der zylindrische Verbrennungsraum 3 von einem rohrförmigen Spulenkörper 15 vollständig umgeben. Der Spulenkörper 15 nimmt die Wicklungen einer Primärspule 17 - von denen hier für jeden Treibladungskörper 11 entsprechend der gestrichelten Linie nur eine Wicklung gezeigt ist - auf, die sich über die gesamte Länge des Verbrennungs­ raums erstreckt. Er besteht aus einem nicht magne­ tischen Material, in dem die schraubenförmigen Wick­ lungen der Spule 17 in schraubenlinienförmigen Nuten auf der äußeren Mantelfläche des Spulenkörpers 15 ein­ gebettet sind. Die Wicklungen sind dabei sehr nahe am Verbrennungsraum 3 angeordnet. Die elektrischen An­ schlußleitungen 19 der Primärspule 17 sind aus dem Basiskörper 1 herausgeführt. An die Anschlußleitungen 19 wird ein Zündsignal einer in Fig. 1 nicht darge­ stellten Zündeinrichtung gelegt.

Der Spulenkörper 15 ist seinerseits von einem weiteren hülsenförmigen Körper 16 umgeben, der an der äußeren Mantelfläche des Spulenkörpers 15 dicht anliegt und gleichfalls aus nicht magnetischem Material, wie vor­ stehend bereits genannt, hergestellt ist. Der Körper 16 dient zum Schutz der Primärspule 17 und der teilweisen Abschirmung des in dieser erzeugten Magnetfeldes. Der Spulenkörper 15 und die ihn umgebende rohrförmige Hülse 16 werden gemeinsam in eine korrespondierende Ausnehmung 18 des Basiskörpers 1 mit Preßsitz eingesetzt und können sozu­ sagen als Komponenten des Basiskörpers 1 betrachtet werden im Gegensatz zu den Treibladungskörpern 11 und dem Geschoß 13, welche nach jedem Schuß erneut geladen werden müssen. Der Spulenkörper 15 enthält die Treib­ ladungskörper 11, d. h. der Durchmesser der Verbren­ nungskammer 3 ist bestimmt durch den inneren Durchmes­ ser des Spulenkörpers 15.

Fig. 2 zeigt einen der in dem Verbrennungsraum 3 be­ findlichen modularen Treibladungskörper 11 in teilweise geschnittener Darstellung, wobei auch hier wieder die äußere verbrennbare Hülse für die Treibladungskörper 11 fortgelassen ist. Der Treibladungskörper 11 ist als zylindrischer Formkörper ausgebildet, der die eigent­ liche Treibladung 21 und einen Zündkörper 23 zum Zünden der Treibladung enthält. Die Treibladung 21 besteht aus Treibladungskörnern 25, die in einer Kunststoffmatrix 27 eingebettet sind. Die Kunststoffmatrix 27 bewirkt eine gegenseitige Fixierung der Treibladungskörner 25, so daß der Treibladungskörper 11 einen kompakten Körper bildet. Der zylindrische Zündkörper 23 ist in einer längslaufenden zylindrischen Ausnehmung 29 im Zentrum des Treibladungskörpers 11 angeordnet.

Der Zündkörper 23 besteht aus einem verbrennbaren Mate­ rial und nimmt eine Sekundärspule 31 auf, die mit dem Zündmittelwiderstand 33 des Anzündmittels 35 z. B. in Form eines Heizdrahtes parallelgeschaltet ist. Der Heizdraht ist mit einer leicht entzündlichen pyrotech­ nischen Masse beschichtet und wird von einem in dem Zündkörpör 23 enthaltenen Zündmittel 35 umgeben. Das Zündmittel 35 kann z. B. aus weichmacherhaltiger Nitro­ cellulose bestehen, die unter Druckanwendung in einem Formwerkzeug zu dem hülsenförmigen Körper 23 verformt ist, in dem anschließend in bekannter Weise die jeweils geforderte Porösität erzeugt wird. Anstelle solcher poröser Nitrocellulose kann für das Zündmittel 35 aber z. B. auch nitrocellulosehaltiges Papier verwendet wer­ den, aus dem durch Wickeln der hülsenförmige Zündkörper 23 erzeugt wird. Der Wickelvorgang wird an geeigneter Stelle jeweils unterbrochen, um den Zündmittelwider­ stand 33 und die Sekundärspule 31 mit einzuwickeln. Der hülsenförmige Zündkörper 23 weist einen zentralen Längskanal 36 auf. Die schraubenförmigen Wicklungen der Sekundärspule 31 und der Heizdraht mit dem Anzündmittel 35 sind in dem ringförmigen Zylinderkörper 23 inte­ griert.

Zum Zünden der in dem Verbrennungsraum 3 befindlichen Treibladungskörper 11 wird an die Primärspule 17 ein geeignetes Zündsignal gelegt. Das sich zeitlich ändernde magnetische Feld der Primärspule 17 durchsetzt den zylindrischen Verbrennungsraum 3 vollständig. Im Zündmittelwiderstand 33 des Anzündmittels 35 wird über die angeschlossene Sekundärspule 31 jedes Treib­ ladungskörpers 11 folglich ein Strom induziert. Der mit der pyrotechnischen Masse beschichtete Zündmittelwider­ stand 33 des Treibladungskörpers 11 beginnt sich daraufhin zu erwärmen und initiiert das Zündmittel 35 des Zündkörpers 23, der wiederum die eigentliche Treib­ ladung 21 des Treibladungskörpers 11 zentral anfeuert. Die gleichzeitige Einkopplung der Zündenergie von der Primärspule 17 auf die Sekundärspulen 31 der einzelnen Treibladungskörper 11 ist über den gesamten Verbren­ nungsraum gegeben, so daß alle Treibladungskörper 11 gleichzeitig zünden. Aufgrund der Simultanzündung kön­ nen schnelle Schußfolgen erzielt werden. Da die Primär­ spule 17 zur induktiven Zündung der Treibladungskörper 11 an dem Verbrennungsraum 3 angeordnet ist und eine externe Anzündung durch ein in dem Verschluß integrier­ tes Zündsystem entfällt, vereinfacht sich die konstruk­ tive Gestaltung des Verschlusses. Weiterhin wird die Funktionszuverlässigkeit erhöht, da eine missionsge­ rechte Anzündung der Treibladung auch dann noch erfolgt, wenn z. B. in einem Treibladungskörper 11 in einem Aus­ nahmefall die Anzündung durch den Zündkörper 23 aus­ fallen sollte.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Verschießen von Munition, mit einem Verbrennungsraum (3), der mehrere eine Treibladung (21) und ein Zündmittel (35) zum Zün­ den der Treibladung (21) enthaltende Treibladungs­ körper (11) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verbrennungsraum (3) eine ortsfeste ein Zündsignal empfangende Primärspule (17) vorgesehen ist und daß in jedem Treibladungskörper (11) eine Sekundärspule (31) angeordnet ist, die an den das Zündmittel (35) initiierenden Zündmittelwiderstand (33) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Primärspule (17) eine solche Länge hat, daß ihr Wirkungsbereich sich über die gesamte Länge des Verbrennungsraums (3) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Primärspule (17) den Ver­ brennungsraum umschließt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sekundärspule (31) im Zentrum jedes Treibladungskörpers (11) angeord­ net ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß ein die Sekundärspule (31) zusammen mit dem Zündmittelwiderstand (33) und dem Anzündmittel (35) aufnehmender Zündkörper (23) vorgesehen ist, der in einer Ausnehmung (29) des Treibladungskörpers (11) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zündkörper (23) aus einem verbrenn­ baren Material besteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß Verbrennungsraum (3) und Treibladungskörper (11) zylinderförmigen Quer­ schnitt aufweisen.