EP0364666B1 - Vorrichtung zur Zündereinstellung - Google Patents

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EP0364666B1
EP0364666B1 EP19890111141 EP89111141A EP0364666B1 EP 0364666 B1 EP0364666 B1 EP 0364666B1 EP 19890111141 EP19890111141 EP 19890111141 EP 89111141 A EP89111141 A EP 89111141A EP 0364666 B1 EP0364666 B1 EP 0364666B1
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EP
European Patent Office
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disposed
cartridge
ammunition
breech
gun
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EP19890111141
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EP0364666A2 (de
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Wilfried Becker
Detlef Behrens
Stefan Thiesen
Josef Metz
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Rheinmetall Industrie AG
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Rheinmetall GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C17/00Fuze-setting apparatus
    • F42C17/04Fuze-setting apparatus for electric fuzes

Definitions

  • the invention relates to a device for temperature control or setting of programmable detonators with a loaded cartridge according to the features of the preamble of claim 1 and to an ammunition for use in the temperature control device.
  • Adjustment devices for the temperature control of cartridges located in the weapon barrel with programmable detonators are known per se.
  • a control signal from the firing line (tank gunner) for the detonator in the cartridge (multi-purpose igniter MTA) is usually fed in via wire line via a direct electrical central contact in the base of the cartridge from a fixed contact arranged at a corresponding point in the breech of the weapon. This can disadvantageously lead to contact difficulties due to powder vapor deposits or the like.
  • the igniter setting takes place, for. B. by means of optical or electronic transmitting and receiving devices.
  • a setting pulse transmission arrangement via microwave field in the gun barrel is known, wherein the detonator arranged in the top of the projectile has a corresponding antenna and in the mouth region of the gun barrel a microwave transmitter connected to an input device is provided.
  • the transmitter unit opening into the tube must be designed to be very robust and pressure-resistant, it requires complex feeding of the microwave cables and coupling elements on the weapon barrel and, of course, must be converted or exchanged with each tube change.
  • a method and a device for setting a projectile detonator is also known, in which a transmission unit (coil or Light guide) is integrated in the area of the projectile body located in the tube and the projectile itself has a ring-shaped (electrical or optical) reception system in the central region on the circumference.
  • the transmitter unit arranged in the tube is also exposed to high pressure and high temperature and is subject to uncontrollable contamination by erosion, deposits, etc.
  • the input device consists of a transmitter unit for detonator programming pulses arranged in the area of the breech block in the protected interior of the turret, this transmitter unit can be easily checked and, if necessary, exchanged; it is not subject to extreme temperature and pressure loads like previously known transmission devices.
  • Newer types of explosive ammunition for tank cannons require the fastest possible reaction time from setting the associated detonator to breaking the shot. This requirement can only be met by setting / programming the igniter when the cartridge is already in the cargo area. This can be realized very advantageously with the igniter setting device according to the invention.
  • Deactivating an already set detonator and unloading deactivated ammunition from the weapon barrel is also ensured in the simplest and most secure manner.
  • the data transmission system according to the invention is based on the simple use of a free space between the wedge lock and the rear weapon barrel - this location or a corresponding "window” is already present in the Leopard II main battle tank, other armored weapons can also be easily operated with such a "window” be provided - within the protected turret area, where direct access to the cartridge is possible when the weapon is closed.
  • the edge of the metallic sleeve collar or sleeve bottom (stub sleeve) of the cartridge with partially combustible sleeve is freely visible from above and below.
  • This free space or free line of sight is used in the invention as a data transmission line for the ignition setting.
  • the data receiving part (antenna) is advantageously not located directly in the cargo space or front weapon barrel loaded with gas pressure and powder vapor, but on the rear collar of the projectile sleeve, which, for. B. is designed as a metallic stub and has a rubber sealing ring at its front connecting edge to a front combustible part of the cartridge case.
  • the receiving unit is protected from gas pressure and powder vapor by the metal sleeve (eyelet) with a sealing ring.
  • the data transmission system according to the invention remains unaffected.
  • the reference number 10 is the sleeve bottom of a heatable cartridge, z. B. an explosive device with an integrated programmable time fuse.
  • the cartridge is in the cargo space of an armored weapon with a caliber of e.g. B. 120 mm.
  • a wedge 14 in the breech housing 16 fixes the cartridge in the cargo space of the barrel 12.
  • the reference number 18 denotes the core axis of the weapon barrel 12 in the horizontal normal position.
  • the vertical direction range of the weapon barrel 12 around the cradle axis 24 is indicated by the upper dashed position 20 of the core axis with the weapon barrel lowered and the lower position 22 with a steep inclination of the weapon barrel.
  • Above the closure 16 is a piece of the tower roof 26 of an armored vehicle, for.
  • a wireless data transmission path is located between the turret roof 26 and the breech 14, 16 on the rear weapon barrel 12 31 for irradiation of energy and information for temperature control or setting of a programmable timer in the charged state of the cartridge.
  • a transmitter unit 28 is arranged on the tower roof 26; opposite to it is a receiving antenna 30, which is arranged in the side of the sleeve bottom 10 or sleeve collar of the metallic stub sleeve of a partially combustible cartridge case of ammunition.
  • a gap or a recess 32 (“window”) is already present between the breech housing 16 and the wedge 14 at the top and bottom, by design; in the case of other weapon carriers, such a recess can be easily retrofitted at a suitable location.
  • the energy and data transmission can e.g. B. by infrared waves, microwaves, optically visible light pulses or electromagnetic waves as pulse carriers.
  • Transmitter and receiver units are known per se, but not the arrangement of these components according to the invention.
  • the rear weapon area is shown somewhat enlarged in FIG.
  • a firing contact 34 for firing the ammunition is indicated in the locking wedge 14.
  • the transmitter unit 28 'on the upper closure housing 16 is fixed. This shortens the data transmission path 31; this requires a flexible electrical lead to the transmitter unit 28 '.
  • FIG. 2 also shows the third possibility according to the invention of arranging the transmitting unit 28 ⁇ directly against the lower recess 32 between the locking wedge 14 and the locking housing 16 in a cradle-proof manner by means of a holding arm 36.
  • the holding arm is attached to the cradle of the weapon in a manner not shown. In this case, only the elevation movements of the weapon are carried out by the cradle-fixed arrangement of the transmission unit 28 ⁇ , but not the forward and return movement of the weapon barrel.
  • FIG 3 the detail X from Figure 1 or Figure 2 is shown enlarged.
  • a recess 32 or a “window” or space remains free at the top and bottom, in which the rear region of the sleeve base 10 is visually visible.
  • the receiving antenna 30, which is connected to the programmable detonator arranged in the floor, is arranged in the edge or sleeve collar 38.
  • the receiving antenna 30 according to the invention is designed with an insulation 40 in the sleeve collar 38 as a circular antenna.
  • the receiving antenna according to the invention is designed as a punctiform antenna 30 ⁇ arranged in the sleeve collar 38 and limited in the circumferential direction or as a strip-shaped antenna 30 '. It is then necessary for the corresponding cartridge to reach the weapon in an index position via a defined loading, which always ensures that the receiving antenna 30 'or 30' of the transmitting unit 28, 28 'or 28' is opposite and the data transmission path 31, 31 'is erected.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Tempierung bzw. Einstellung von programmierbaren Zündern bei geladener Patrone gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 und auf eine Munition zur Verwendung in der Tempierungs-Vorrichtung.
  • Einstellvorrichtungen zur Tempierung von im Waffenrohr befindlichen Patronen mit programmierbaren Zündern sind an sich bekannt. Dabei wird bei leitungsdrahtgebundener Übermittlung üblicherweise ein Stellsignal von der Abfeuerleitung (Panzerschütze) für den sich in der Patrone befindlichen Zünder (Mehrzwecktreibladungszünder MTA) per Drahtleitung über einen direkten elektrischen Zentralkontakt im Hülsenboden der Patrone von einem an entsprechender Stelle im Verschluß der Waffe angeordneten Festkontakt eingespeist. Hierbei kann es nachteiligerweise zu Kontaktschwierigkeiten durch Pulverdampfablagerungen oder ähnlichem kommen.
  • Bei drahtloser Übermittlung erfolgt die Zündereinstellung z. B. mittels optischer oder elektronischer Sende- und Empfangseinrichtungen. Hierzu ist z. B. aus der US-PS 4,144,815 eine Einstellimpuls-Übertragungsanordnung per Mikrowellenfeld im Waffenrohr bekannt, wobei der in der Geschoßspitze angeordnete Zünder eine entsprechende Antenne und im Mündungsbereich des Waffenrohres ein mit einem Eingabegerät verbundener Mikrowellensender vorgesehen ist.
  • Auch hierbei können bei schneller Schußfolge Übertragungsstörungen durch Pulverdampf oder durch große Temperaturschwankungen auftreten. Weiterhin muß die in das Rohr mündende Sendeeinheit sehr robust und druckfest ausgelegt sein, sie erfordert eine aufwendige Zuführung der Mikrowellenkabel und Einkoppelglieder am Waffenrohr und muß bei jedem Rohrwechsel selbstverständlich mit umgebaut bzw. ausgetauscht werden.
  • Aus der DE-OS 33 07 785 ist weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einstellung eines Geschoßzeitzünders bekannt, bei dem für eine drahtlose Übermittlung von Datenträger-Impulsen mittels Hochfrequenz (Induktionsstrom) oder über eine optische Übertragungsstrecke mittels Lichtimpulsen im Waffenrohr eine Sendeeinheit (Spule oder Lichtleiter) im Bereich des im Rohr befindlichen Geschoßkörpers integriert ist und das Geschoß selbst in seinem mittleren Bereich umfangsseitig ein ringförmiges (elektrisches oder optisches) Empfangssystem aufweist. Hierbei wird die im Rohr angeordnete Sendeeinheit gleichfalls einem hohen Druck und hoher Temperatur ausgesetzt und unterliegt einer unkontrollierbaren Verschmutzung durch Erosion, Ablagerungen etc.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Datenübertragungssystem für die Zündereinstellung einer sich bereits im Rohr befindlichen Munition anzugeben, die keinerlei Extrembelastungen ausgesetzt und leicht kontrollierbar ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Dadurch, daß die Eingabevorrichtung aus einer im Bereich des Verschlusses der Rohrwaffe im geschützten Inneren des Turmes angeordneten Sendeeinheit für Zünderprogrammierimpulse besteht, kann diese Sendeeinheit leicht kontrolliert, und ggf. ausgetauscht werden; sie unterliegt keinen extremen Temperatur- und Druckbelastungen wie vorbekannte Sendeeinrichtungen.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung einer optischen oder elektromagnetischen Datenübertragungsstrecke zwischen dem (Panzer)-Feuerleitsystem und der sich im Ladungsraum der Waffe befindlichen Patrone ist sicherheitstechnisch unbedenklich, da sie einen eigenen Programmierkreis enthält. Sie bietet aufgrund der geringen Störmöglichkeiten bzw. Störanfälligkeit eine hohe Datenübertragungssicherheit und kann mit einem geringen Änderungsaufwand an jeder Waffenanlage von vorhandenen großkalibrigen Waffen nachgerüstet werden.
  • Von neueren Typen der Sprengmunition für Panzerkanonen wird eine möglichst schnelle Reaktionszeit vom Einstellen des zugehörigen Zünders bis zum Brechen des Schusses gefordert. Dieser Forderung ist notwendigerweise nur über eine Einstellung/Programmierung des Zünders bei bereits im Ladungsraum befindlicher Patrone nachzukommen. Dies kann sehr vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Zündereinstell-Einrichtung realisiert werden.
  • Auch eine Deaktivierung eines bereits eingestellten Zünders und die Entladung einer deaktivierten Munition aus dem Waffenrohr ist auf einfachste und sichere Weise gewährleistet.
  • Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem stützt sich auf die einfache Ausnutzung einer freien Stelle zwischen Keilverschluß und rückwärtigem Waffenrohr - diese Stelle bzw. ein entsprechendes "Fenster" ist beim Kampfpanzer Leopard II bereits vorhanden, andere Panzerwaffen können auf einfache Weise ebenfalls mit einem derartigen "Fenster" versehen werden - innerhalb des geschützten Turmbereiches, an der ein direkter Zugang zur Patrone bei geschlossenem Verschlußkeil der Waffe möglich ist. Im Bodenstück (Verschlußgehäuse) der Waffe ist auch bei geschlossenem Verschlußkeil teilweise der Rand des metallischen Hülsenbundes bzw. Hülsenbodens (Stummelhülse) der Patrone mit teilverbrennbarer Hülse von oben und unten frei sichtbar. Diese freie Stelle bzw. freie Sichtstrecke wird bei der Erfindung als Datenübertragungsstrecke für die Zündereinstellung genutzt. Das Datenempfangsteil (Antenne) sitzt vorteilhafterweise nicht direkt in dem mit Gasdruck und Pulverdampf belasteten Ladungsraum oder vorderen Waffenrohr, sondern am hinteren Bund der Geschoßhülse, die z. B. als metallische Stummelhülse ausgebildet ist und an ihrem vorderen Verbindungsrand zu einem vorderen verbrennbaren Teil der Patronenhülse einen Dichtungsring aus Gummi aufweist. Durch die Metallhülse (Liderung) mit Dichtungsring wird die Empfangseinheit vor Gasdruck und Pulverdampf geschützt.
    Dadurch ergibt sich gegenüber bekannten vergleichbaren Übertragungsvorrichtungen ein munitionstechnischer Sicherheitsvorteil, eine größere Datenübertragungssicherheit sowie ein geringerer Zusatzaufwand am Waffensystem. Bei einem etwaigen Rohrwechsel bleibt das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem davon unberührt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei in den Zeichnungen nur schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 in Seitenansicht eine erste Anordnung der erfindungsgemäßen Zündereinstell-Datenübertragungseinrichtung am ausschnittsweise dargestellten hinteren Bereich einer turmgeschützten Waffenanlage,
    • Figur 2 eine zweite und dritte Auführung der erfindungsgemäßen Datenübertragungseinrichtung in etwas vergrößerter Darstellung, ebenfalls in Seitenansicht,
    • Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt X aus Figur 1 oder Figur 2 mit dem rückwärtigen Teil einer tempierbaren Patrone,
    • Figur 4 in Seitenansicht einen Ausschnitt des Hülsenbodens der tempierbaren Patrone mit einer erfindungsgemäßen Ausführung der Daten-Empfangsantenne und
    • Figur 5 eine gleiche Darstellung des Hülsenbodens mit zwei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten der Daten-Empfangsantenne.
  • Mit der Bezugsziffer 10 ist in Figur 1 der Hülsenboden einer tempierbaren Patrone, z. B. einer Sprengmunition mit integriertem programmierbaren Zeitzünder, bezeichnet. Die Patrone befindet sich im Ladungsraum einer Panzerwaffe mit einem Kaliber von z. B. 120 mm. Ein Verschlußkeil 14 im Verschlußgehäuse 16 fixiert die Patrone im Ladungsraum des Waffenrohres 12.
    Mit der Bezugsziffer 18 ist die Seelenachse des Waffenrohres 12 in horizontaler Normalposition bezeichnet. Der Höhenrichtbereich in vertikaler Richtung des Waffenrohres 12 um die Wiegenachse 24 ist durch die obere gestrichelte Position 20 der Seelenachse mit vorne abgesenktem Waffenrohr und die untere Position 22 mit steiler Anstellung des Waffenrohres angedeutet. Oberhalb des Verschlusses 16 ist ausschnittsweise ein Stück des Turmdaches 26 eines gepanzerten Fahrzeuges, z. B. des Kampfpanzers Leopard II dargestellt. Zwischen Turmdach 26 und Verschluß 14, 16 am hinteren Waffenrohr 12 ist eine drahtlose Datenübertragungsstrecke 31 zur Einstrahlung von Energie und Informationen zur Tempierung bzw. Einstellung eines programmierbaren Zeitzünders im geladenen Zustand der Patrone vorgesehen. Hierzu ist am Turmdach 26 eine Sendeeinheit 28 angeordnet; ihr gegenüber liegt optisch sichtbar eine Empfangsantenne 30, die im seitlichen Hülsenboden 10 bzw. Hülsenbund der metallischen Stummelhülse einer teilverbrennbaren Patronenhülse von Panzermunition angeordnet ist.
  • Im Kampfpanzer Leopard II ist zwischen Verschlußgehäuse 16 und Verschlußkeil 14 oben und unten jeweils eine Lücke bzw. eine Ausnehmung 32 ("Fenster") konstruktionsbedingt bereits vorhanden; bei anderen Waffenträgern kann eine derartige Ausnehmung leicht nachträglich an geeigneter Stelle vorgesehen werden. Hierdurch wird durch direktes optisches Sichtbarwerden des hinteren Hülsenbodens 10 mit der Daten-Empfangsantenne 30 nach oben oder unten eine freie Datenübertragungsstrecke 31 zur drahtlosen Einstrahlung von Energie und Stellsignalen geschaffen.
  • Die Energie- und Datenübertragung kann z. B. durch Infrarotwellen, Mikrowellen, optisch sichtbare Lichtimpulse oder elektromagnetische Wellen als Impulsträger erfolgen.
    Sende- und Empfangseinheiten sind an sich bekannt, nicht jedoch die erfindungsgemäße Anordnung dieser Bauelemente.
  • In Figur 2 ist der hintere Waffenbereich etwas vergrößert dargestellt. Im Verschlußkeil 14 ist ein Abfeuerkontakt 34 zum Abfeuern der Munition angedeutet. Im Nahbereich zur Empfangsantenne 30 ist gegenüberliegend und dazwischen die Datenübertragungsstrecke 31 bildend, in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung die Sendeeinheit 28′ am oberen Verschlußgehäuse 16 fest angeordnet. Hierdurch wird die Datenübertragungsstrecke 31 verkürzt; dies bedingt eine flexible elektrische Zuleitung an die Sendeeinheit 28′.
  • In Figur 2 ist weiterhin auch die dritte erfindungsgemäße Möglichkeit dargestellt, die Sendeeinheit 28˝ direkt mittels eines Haltearmes 36 wiegenfest gegenüber der unteren Ausnehmung 32 zwischen Verschlußkeil 14 und Verschlußgehäuse 16 anzuordnen. Der Haltearm ist in nicht dargestellter Weise an der Wiege der Waffe befestigt. Hierbei werden von der wiegenfesten Anordnung der Sendeeinheit 28˝ lediglich die Elevationsbewegungen der Waffe mit ausgeführt, nicht jedoch die Vor- und Rücklaufbewegung des Waffenrohres.
  • In Figur 3 ist die Einzelheit X aus Figur 1 oder Figur 2 vergrößert dargestellt. Zwischen Verschlußkeil 14 und dem rückwärtigen Ende des Waffenrohres 12 bzw. dem Verschlußgehäuse 16 bleibt oben und unten jeweils eine Ausnehmung 32 bzw. ein "Fenster" oder Zwischenraum frei, in dem der hintere Bereich des Hülsenbodens 10 optisch sichtbar wird. Im Rand bzw. Hülsenbund 38 ist die Empfangsantenne 30 angeordnet, die mit dem im Geschoß angeordneten programmierbaren Zünder in Verbindung steht.
  • In Figur 4 ist die erfindungsgemäße Empfangsantenne 30 mit einer Isolierung 40 im Hülsenbund 38 als ringförmig umlaufende Antenne ausgebildet.
    In Figur 5 ist die erfindungsgemäße Empfangsantenne als im Hülsenbund 38 angeordnete, in Umfangsrichtung begrenzte punktförmige Antenne 30˝ bzw. als streifenförmige Antenne 30′ ausgebildet. Hierbei ist es dann erforderlich, daß die entsprechende Patrone in einer Indexposition über ein definiertes Laden in die Waffe gelangt, wodurch immer sichergestellt ist, daß die Empfangsantenne 30′ bzw. 30˝ der Sendeeinheit 28, 28′ bzw. 28˝ gegenüberliegt und die Datenübertragungsstrecke 31, 31′ errichtet ist.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Tempierung bzw. Einstellung von programmierbaren Zündern bei geladener Patrone, wobei sich die Patrone im Waffenrohr (12) eines Panzerfahrzeuges befindet, bestehend aus einer Eingabevorrichtung und einer mit der Eingabevorrichtung in Wirkverbindung stehenden im Inneren der Patrone angeordneten Zündeinstell-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung aus einer im Bereich des Verschlusses (14) der Rohrwaffe im Inneren des Turmes des Panzerfahrzeuges angeordneten Sendeeinheit (28) besteht und die im Waffenrohr (12) geladene Munition, die in ihrem Inneren die Zündeinstell-Einrichtung aufweist, zur drahtlosen Übermittlung der Stellsignale im rückwärtigen Bereich zum hinteren Hülsenboden (10) am äußeren Hülsenumfang bzw. Hülsenbund (38) einen mit der Zündeinstell-Einrichtung in Verbindung stehenden Signalempfänger in Gestalt einer Antenne (30) aufweist, wobei die Sendeeinheit (28) derart im Nahbereich des Verschlusses der Rohrwaffe angeordnet ist, daß eine im Verschluß (16) bzw. zwischen Verschlußkeil (14) und rückwärtigem Waffenrohr (12) vorgesehene Ausnehmung (32, 32′) die ein direktes optisches Sichtbarwerden des hinteren seitlichen Hülsenbodens (10) bzw. Hülsenbundes (38) der geladenen Munition ermöglicht, als freie Daten-Übertragungsstrecke (31) zur Einstrahlung von Energie und/oder Stellsignalen ausnutzbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (28) etwa rechtwinklig zur Seelenachse (18) des Waffenrohres (12) in dessen Nullstellung bzw. Ladeposition oberhalb bzw. seitlich der Ausnehmung (32) am Turmdach (26) bzw. an der Seitenwandung des Turmes befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (28) gegenüber der Ausnehmung (32, 32′) am Verschluß (16) der Waffe fest angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit (28) gegenüber der Ausnehmung (32) mittels eines wiegenfesten Haltearmes (36) fest angeordnet ist.
5. Munition mit programmierbarem bzw. tempierbaren Zünder, nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Signalempfangs-Antenne (30) als am hinteren Rand des zylindrischen Hülsenmantels in direkter Nachbarschaft zum Hülsenboden (10) bzw. am Hülsenbund (38) der Munition angeordnete ringförmig umlaufende Antenne ausgebildet ist.
6. Munition mit programmierbarem bzw. tempierbarem Zünder, nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Signalempfangs-Antenne als am hinteren Rand des zylindrischen Hülsenmantels in direkter Nachbarschaft zum Hülsenboden (10) bzw. am Hülsenbund (38) der Munition angeordnete in Umfangsrichtung begrenzte punktförmige (30˝) bzw. streifenförmige Antenne (30′) ausgebildet ist.
EP19890111141 1988-10-21 1989-06-20 Vorrichtung zur Zündereinstellung Expired - Lifetime EP0364666B1 (de)

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