EP0100840B1 - Teilverbrennbarer Treibladungsanzünder - Google Patents

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EP0100840B1
EP0100840B1 EP83105851A EP83105851A EP0100840B1 EP 0100840 B1 EP0100840 B1 EP 0100840B1 EP 83105851 A EP83105851 A EP 83105851A EP 83105851 A EP83105851 A EP 83105851A EP 0100840 B1 EP0100840 B1 EP 0100840B1
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EP
European Patent Office
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igniter
charge
ignition
nozzle
tube
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EP83105851A
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EP0100840A2 (de
EP0100840A3 (en
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Uwe Brede
Alfred Hörr
Horst Dr. Penner
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Dynamit Nobel AG
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Dynamit Nobel AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/0823—Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition
    • F42C19/0826—Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition comprising an elongated perforated tube, i.e. flame tube, for the transmission of the initial energy to the propellant charge, e.g. used for artillery shells and kinetic energy penetrators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/0823—Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition
    • F42C19/083—Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition characterised by the shape and configuration of the base element embedded in the cartridge bottom, e.g. the housing for the squib or percussion cap

Definitions

  • the present invention relates to propellant lighters which contain a combustible ignition guide tube which is inserted into a metallic base piece.
  • the metallic base piece is optionally in several parts and encloses an ignition charge and an adjoining, centrally arranged release gas guide space which opens into the interior of the ignition guide tube.
  • In the ignition guide tube there is a transfer charge which ignites a main charge which is arranged around the ignition guide tube (DE 26 48 137-A1).
  • the combustible ignition guide tube is often not completely burned down, and it sticks to the base piece. Such incomplete burning of the ignition guide tube is undesirable.
  • GB 605 135-A also describes an ignition guide tube, the wall of which is made of combustible material and an ignition pill can be screwed into its base plate.
  • the base piece does not have a central ignition gas routing space.
  • a propellant charge lighter which has a, possibly multi-part, metallic base piece which encloses an ignition charge and a centrally arranged separating gas guide space which is connected thereto, and a combustible which contains a transfer charge and is inserted into the base piece and adjoining it Has ignition guide tube, which is characterized by the arrangements specified in the characterizing part of claim 1.
  • the cavity according to the invention is partially or completely delimited on one longitudinal side by the combustible ignition guide tube. It is not necessary according to the invention that the ignition guide tube is inserted into the bottom part up to the bottom of this cavity; it is only essential that it forms the lateral boundary for the cavity at least up to the upper edge of the nozzle.
  • the ignition guide tube is inserted into the base piece down to the bottom of the cavity, it is advantageous to cover it with a metal wall towards the cavity. An undesirable afterglow of the part of the primer tube inserted into the base piece can thereby be prevented.
  • the cavity is further designed so that the gases developed therein by burning off the separation charge in it can escape through the nozzle.
  • the cavity therefore has a more or less chamfer towards the nozzle.
  • the angle of this chamfer depends on the fluid mechanical properties, e.g. Pressure, temperature, speed and viscosity of the combustion gases of the charge powder. It is preferably between 40 and 50 °.
  • the nozzle is preferably annular.
  • Their gap width which also depends on the above-mentioned fluid mechanical properties of the combustion gases of the separation charge located in the cavity, should preferably be between 0.2 and 0.7 mm.
  • the part of the base piece, which is located between the cavity and the ignition gas guide space, can also be anchored as a separate section prefabricated in the base piece.
  • this section is in the form of a tube, the inside diameter of which corresponds to the desired diameter of the ignition gas guide space.
  • the tube end is then designed as a collar; the end of this collar forms the lower edge of the nozzle; the geometric shape of the collar end thus also determines the geometric shape of the nozzle, the shape of the collar preferably being designed as a hexagon.
  • the material of such a pipe can be different from the material of the base piece; if necessary, it can also be a combustible material.
  • the separation charge in the cavity is a powder known per se e.g. based on nitrocellulose or black powder or a boron / potassium nitrate powder or mixtures of these components. It is preferably in tablet form and partially or completely fills the cavity.
  • the cavity is designed as an annular cavity, then it is advantageous to also use the separating charge tablets as ring tablets.
  • the chronological course of the burn-off of this separation charge tablet can be controlled by adding delay sets.
  • the tablet closest to the nozzle preferably contains such a delay set, known per se.
  • an advantageous form of implementation of the invention provides still an additional gas intake Votumen before, the undercommun- 1 containing cavity is positioned at the then-ie, the Abtrennladungspulver; The ignition gases flowing through the ring nozzle from the outside initially collect there. This can improve the ignition of the separation charge.
  • the inventive design of a propellant lighter causes the Zünd Stahl tion tube in the area of the nozzle is particularly mechanically and thermally attacked, so that there is complete combustion or separation of this tube.
  • the present implementation thus leads to the solution of the task.
  • FIG. 1 shows a half section through the igniter of a propellant lighter with an arrangement according to the invention.
  • An ignition guide tube 5 is inserted into the base piece 1.
  • An ignition charge 2 is located centrally in the base part of this base piece 1, e.g. can be ignited by an electrical igniter, not shown here.
  • the base piece surrounds the centrally located ignition gas guide space 3 and, together with the lower part of the ignition guide tube 5, the cavity 8, which is designed as a high pressure space.
  • This high-pressure space contains annular separation charge tablets 7.
  • An annular nozzle 9 connects the high-pressure space 8 to the space formed by the ignition guide tube 5, in which the transfer charge 4 is accommodated in the form of a tablet column.
  • a gas holding volume 11 is provided below the separation charge, so that there is a better flow through the ring tablets 7 during ignition.
  • FIG. 2 shows a detailed, preferred embodiment in the area of the cavity 8 and the nozzle 9.
  • the wall of the cavity 8 is covered by a metal wall 10 opposite the ignition guide tube 5. This metal wall can also cover only a part of the ignition guide tube or can be guided up to the nozzle.
  • the inner part of the wall of the cavity is designed as a tube 6 which has a collar 12 towards the ignition guide tube.
  • the collar 12 is also designed so that its end piece has a chamfer of approximately 45 ° to the ring nozzle 9.
  • the separation charges 7 and the transfer charges 4 are not shown in this figure.
  • FIG. 3 shows the mode of operation of the arrangement according to the invention in a propellant charge lighter, which is located in a cartridge.
  • the pole piece of the propellant lighter At 13 is the pole piece of the propellant lighter. If a voltage is applied to this, the ignition charge 2 ignites. The ignition jet of this charge is conducted through the ignition gas guide space 3 to the tablet column 4 and ignites it. The ring tablets 7 arranged in the cavity 8 are ignited by the burning tablet column 4 with a time delay. Depending on the state of the ambient pressure that is already building up in the entire cartridge case, there is a pressure difference between the cavity 8 and the pressure chamber 14 lying outside the ignition guide tube 5, in which the main charge 15 also through the tablet column 4 via (not shown here) bores through the Ignition guide tube 5 was ignited.
  • a suitable choice of the composition of the ring tablets 7 and a targeted optimization of the gap of the nozzle 9 can e.g.
  • the width and geometric shape of the detachment of the ignition tube in the area of the nozzle can be adjusted both in terms of time and in its strength.
  • FIG. 4 shows the pressure curve over time in the high-pressure chamber 8 of the propellant charge igniter (a) and in the propellant charge powder chamber (b).
  • the same pressure develops in the high-pressure chamber 8 as in the entire interior formed by the ignition guide tube. Only after a delay time At 2 do the tablets 7 in the high-pressure chamber 8 ignite.
  • a high-pressure surge ⁇ p occurs, which leads to a strong, sudden outflow of the combustion products through the ring nozzle 9.
  • the combustible tube 5 is weakened at this point and is supported in its combustion by the progressive propellant charge powder conversion and thus separated.

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Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Treibladungsanzünder, die ein verbrennbares Zündführungsrohr enthalten, das in ein metallisches Bodenstück eingesetzt ist. Das metallische Bodenstück ist gegebenenfalls mehrteilig und umschließt eine Anzündladung und einen sich daran anschließenden, zentral angeordneten Abtrenngasführungsraum, der in den Innenraum des Zündführungsrohres ausmündet. In dem Zündführungsrohr befindet sich eine Übertragungsladung, die eine Hauptladung, die rings um das Zündführungsrohr angeordnet ist, zündet (DE 26 48 137-A1).
  • Bei diesen bekannten Treibladungsanzündern wird das verbrennbare Zündführungsrohr oft nur unvollständig abgebrannt, und es bleibt an dem Bodenstück hängen. Ein solches unvollständiges Abbrennen des Zündführungsrohres ist jedoch unerwünscht.
  • In der GB 605 135-A wird ebenfalls ein Zündführungsrohr beschrieben, dessen Wand aus verbrennbarem Material besteht und in dessen Bodenplatte eine Anzündpille einschraubbar ist. Das Bodenstück weist jedoch keinen zentralen Anzündgasführungsraum auf. Weiterhin kann das dort genannte Zündführungsrohr ebenfalls nicht vollständig abbrennen.
  • Es bestand deshalb die Aufgabe, Treibladungsanzünder der oben genannten Ausgestaltung so zu modifizieren, daß die Zündführungsrohre möglicht vollständig verbrennen und von dem Bodenteil abgetrennt werden.
  • In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun ein Treibladungsanzünder gefunden, der ein, gegebenenfalls mehrteiliges, metallisches Bodenstück, das eine Anzündladung und einen sich daran anschließenden zentral angeordneten Abtrenngasführungsraum umschließt, sowie ein, eine Übertragungsladung enthaltendes, in das Bodenstück eingesetztes und sich an dieses anschließendes, verbrennbares Zündführungsrohr besitzt, der durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Anordnungen gekennzeichnet ist.
  • Der erfindungsgemäße Hohlraum wird an seiner einen Längsseite durch das verbrennbare Zündführungsrohr teilweise oder vollständig begrenzt. Es ist erfindungsgemäß nicht notwendig, daß das Zündführungsrohr bis zum Boden dieses Hohlraumes in das Bodenteil eingesetzt ist; wesentlich ist nur, daß es mindestens bis zur Oberkante der Düse die seitliche Begrenzung für den Hohlraum bildet.
  • Wenn das Zündführungsrohr bis zum Boden des Hohlraumes in dem Bodenstück eingesetzt ist, ist es von Vorteil, dieses mit einer Metallwandung zu dem Hohlraum hin abzudecken. Dadurch kann ein unerwünschtes Nachglimmen des in das Bodenstück eingesetzten Teil des Zündladungsrohres verhindert werden.
  • Der Hohlraum ist weiterhin so ausgebildet, daß die darin durch Abbrennen de in ihm befindlichen Abtrennladung entwickelten Gase durch die Düse austreten können. In einer bevorzugten Durchführungsform besitzt deshalb der Hohlraum zu der Düse hin eine mehr oder weniger starke Anfasung.
  • Der Winkel dieser Anfasung hängt von den Strömungsmechanischen Eigenschaften, wie z.B. Druck,-Temperatur, Geschwindigkeit und Zähigkeit der Verbrennungsgase des Abtrennladungspulvers, ab. Vorzugsweise beträgt er zwischen 40 und 50°.
  • Die Düse ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Ihre Spaltbreite, die ebenfalls von den oben genannten strömungsmechanischen Eigenschaften der Verbrennungsgase der in dem Hohlraum befindlichen Abtrennladung abhängt, soll vorzugweise zwischen 0,2 und 0,7 mm betragen.
  • Der Teil des Bodenstückes, der sich zwischen dem Hohlraum und dem Anzündgasführungsraum befindet, kann auch als gesondertes Teilstück vorgefertigt in dem Bodenstück verankert sein. In einem solchen Falle liegt dieses Teilstück als ein Rohr vor, dessen Innendurchmesser dem gewünschten Durchmesser des Anzündgasführungsraumes entspricht. Das Rohrende ist dann als Kragen ausgebildet; das Endstück dieses Kragens bildet die Unterkante der Düse; die geometrische Form des Kragenabschlusses bestimmt damit dann auch die geometrische Form der Düse, wobei die Form des Kragens vorzugsweise als Sechskant ausgebildet ist.
  • Das Material eines solches Rohres kann von dem Material des Bodenstücks unterschiedlichen sein; gegebenenfalls kann es auch ein verbrennbares Material sein.
  • Die in dem Hohlraum befindliche Abtrennladung ist ein an sich bekanntes Pulver z.B. auf Basis von Nitrocellulose oder Schwarzpulver oder ein Bor/Kaliumnitrat-Pulver oder Mischungen dieser Komponenten. Es liegt vorzugsweise in Tablettenform vor und füllt den Hohlraum teilweise oder vollständig aus.
  • Wenn der Hohlraum in einer bevorzugten Durchführungsform der Erfindung als ringförmiger Hohlraum ausgebildet ist, dann ist es von Vorteil, auch die Abtrennladungstabletten als Ringtabletten einzusetzen.
  • Durch die Zusammensetzung der Abtrennladung, insbsondere der Tablette, die sich direkt an der Düse befindet, kann der zeitliche Verlauf des Abbrands dieser Abtrennladungstablette durch Zusatz von Verzögerungssätzen gesteuert werden. Vorzugsweise enthält die der Düse am nächsten gelegene Tablette einen solchen, an sich bekannten, Verzögerungssatz.
  • Zur besseren Durchzündung sieht eine vorteilhafte Durchführungsform der Erfindung noch ein zusätzliches Gasaufnahmevotumen vor, das anschließend-d.h. unterhalb-1an den, das Abtrennladungspulver enthaltenden Hohlraum angeordnet ist; dort sammeln sich zunächst die von außen durch die Ringdüse strömenden Anzündgase. Die Zündung der Abtrennladung kann dadurch verbessert werden.
  • Die erfindungsgemäße Ausführung eines Treibladungsanzünders bewirkt, daß das Zündführungsrohr im Bereich der Düse mechanisch und thermisch besonders stark angegriffen wird, so daß es dort zur vollständigen Verbrennung oder zum Abtrennen dieses Rohres kommt. Damit führt die vorliegende Durchführungsform zur Lösung der gestellten Aufgabe.
  • Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels aufgezeigt und weiter erläutert.
  • Figur 1 zeigt einen Halbschnitt durch das Anzündstück eines Treibladungsanzünders mit einer erfindungsgemäßen Anordnung. In das Bodenstück 1 ist ein Zündführungsrohr 5 eingesetzt. Im Bodenteil dieses Bodenstücks 1 befindet sich zentral eine Anzündladung 2, die z.B. von einem, hier nicht gezeigten, elektrischen Zünder gezündet werden kann. Das Bodenstück umschließt den zentral gelegenen Anzündgasführungsraum 3 und, zusammen mit dem unteren Teil des Zündführungsrohres 5, den Hohlraum 8, der als Hochdruckraum ausgebildet ist. Dieser Hochdruckraum enthält ringförmige Abtrennladungstrabletten 7. Eine Ringdüse 9 verbindet den Hochdruckraum 8 mit dem durch das Zündführungsrohr 5 gebildeten Raum, in dem die Übertragungsladung 4 in Form einer Tablettensäule untergebracht ist. Außerdem ist unterhalb der Abtrennladung noch ein Gasaufnahmevolumen 11 vorgesehen, damit eine bessere Durchströmung der Ringtabletten 7 während der Anzündung gegeben ist.
  • Figur 2 zeigt eine detaillierte, bevorzugte Durchführungsform im Bereich des Hohlraumes 8 und der Düse 9. Dabei wird die Wand des Hohlraumes 8 gegenüber dem Zündführungsrohr 5 durch eine Metallwand 10 abgedeckt. Diese Metallwand kann auch nur einen Teil des Zündführungsrohres abdecken oder auch bis zur Düse hin geführt sein. Weiterhin ist der innere Teil der Wandung des Hohlraumes als Rohr 6 ausgebildet, das einen Kragen 12 zum Zündführungsrohr hin aufweist. Der Kragen 12 ist weiterhin so ausgebildet, daß sein Endstück eine Anfasung von etwa 45° zu der Ringdüse 9 hin aufweist. Der Übersichtlichkeit halber sind in dieser Figur die Abtrennladungen 7 und die Übertragungsladungen 4 nicht eingezeichnet.
  • In Figur 3 wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung in einem Treibladungsanzünder, der sich in einer Patrone befindet, gezeigt. Bei 13 befindet sich das Polstück des Treibladungsanzünders. Wenn an dieses eine Spannung angelegt wird, zündet die Anzündladung 2. Der Zündstrahl dieser Ladung wird durch den Anzündgasführungsraum 3 zur Tablettensäule 4 geleitet und zündet diese. Durch die abbrennende Tablettensäule 4 werden zeitlich verzögert die in' dem Hohlraum 8 angeordneten Ringtabletten 7 gezündet. Je nach dem Zustand des sich bereits aufbauenden Umgebungsdrukkes in der gesamten Patronenhülse ergibt sich eine Druckdifferenz zwischen dem Hohlraum 8 und dem außerhalb des Zündführungsrohres 5 liegenden Druckraum 14, in dem die Hauptladung 15 ebenfalls durch die Tablettensäule 4 über (hier nicht gezeigte) Bohrungen durch das Zündführungsrohr 5 gezündet wurde.
  • Je nach den Eigenschaften des Verbrennungsvorganges der Hauptladung 15 kann durch eine entsprechende Wahl der Zusammensetzung der Ringtabletten 7 und durch eine gezielte Optimierung des Spaltes der Düse 9 hinsichtliche z.B. Breite und geometrischer Form das Abtrennen des Zündrohres im Bereich der Düse sowohl zeitlich als auch in seiner Stärke eingestellt werden.
  • Die Figur 4 zeigt den zeitlichen Druckverlauf im Hochdruckraum 8 des Treibladungsanzünders (a) und im Treibladungspulverraum (b). Nach Zündung des Treibladungsanzünders entwickelt sich im Hochdruckraum 8 zunächst der gleiche Druck wie im gesamten durch das Zündführungsrohr gebildeten Innenraum. Erst nach einer Verzögerungszeit At2 zünden die im Hochdruckraum 8 liegenden Tabletten 7. Je nach Stoffart der Tabletten entsteht ein Hochdruckstoß Δp, der zu einer starken, plötzlichen Abströmung der Verbrennungsprodukte durch die Ringdüse 9 führt. Das verbrennbare Rohr 5 wird an dieser Stelle geschwächt und durch die fortschreitende Treibladungspulverumsetzung in seiner Verbrennung unterstützt und damit abgetrennt. Der Druckverlauf im Treibladungsanzünder-Hochdruckraum und im Treibladungspulverraum zeigt dann den gleichen zeitlichen Verlauf, P1=P2 bzw. P2=Pl.

Claims (10)

1. Teilverbrennbarer Treibladungsanzünder mit
a) einem, gegebenenfalls mehrteiligen, metallischen Bodenstück (1), das eine Anzündladung und einen sich daran anschließenden, zentral angeordneten, Anzündgasführungsraum (3) umschließt und
b) einem, eine Übertragungsladung (4) enthaltenden, in das Bodenstück (1) eingesetzten und sich an dieses anschließenden, verbrennbaren Zündführungsrohr (5), dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Anzündgasführungsraumes (3),
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wandung (6) des Anzündgasführungsraumes (3) und dem Zündführungsrohr (5) mindestens ein, Abtrennladungspulver (7) enthaltender, Hohlraum (8) angeordnet ist, dessen Verbindung zu dem, die Übertragungsladung (4) enthaltenden Teil des Zündführungsrohres (5) als Düse (9) zum Entweichen der von dem Abtrennladungspulver (7) nach dessen Zündung entwickelten Gase ausgebildet ist.
2. Treibladungsanzünder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (8) an der dem Zündführungsrohr (5) zugewandten Seite durch eine zusätzliche Metallplatte (10) abgedeckt ist.
3. Treibladungsanzünder gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (8) als ringförmiger Hohlraum ausgebildet ist.
4. Treibladungsanzünder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite der Düse zwischen 0,2 und 0,7 mm liegt.
5. Treibladungsanzünder gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (9) als Ringdüse ausgebildet ist.
6. Treibladungsanzünder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Hohlraumes (8) zu der Düse (9) hin angefast ist.
7. Treibladungsanzünder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Fase 45° beträgt.
8. Treibladungsanzünder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (6) als ein zentral in das Bodenteil (1) eingesetztes Rohr mit einem nach außen stehenden Kragen (12) ausgebildet ist.
9. Treibladungsanzünder gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennladungspulver (7) in dem Hohlraum (8) in Form von Ringtabletten vorliegt.
10. Treibladungsanzünder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur besser Durchströmung der Abtrennladungstabletten ein Gasaufnahmevolumen (11) anschließend an den das Abtrennladungspulver (7) enthaltenden Hohlraum (8) angeordnet ist.
EP83105851A 1982-07-14 1983-06-15 Teilverbrennbarer Treibladungsanzünder Expired - Lifetime EP0100840B1 (de)

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EP0100840A2 EP0100840A2 (de) 1984-02-22
EP0100840A3 EP0100840A3 (en) 1988-05-11
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