EP2734805A1

EP2734805A1 - Patronierte munition

Info

Publication number: EP2734805A1
Application number: EP12743374.6A
Authority: EP
Inventors: Gordon BLACKBEARD
Original assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Current assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-05-28
Also published as: AU2012286161A1; WO2013010675A1; ZA201401195B; IL229675A0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine patronierte Munition (1), insbesondere Granatmunition, mit einem Geschoss (11) und einem Hochdruck-Niederdruck-Antriebssystem zum Austreiben des Geschosses (11) aus seiner Patronenhülse (2), wobei das Hochdruck- Niederdruck-Antriebssystem eine eine Treibladung (9) aufnehmende Hochdruckkammer (12) und eine die Hockdruckkammer (12) aufnehmende Niederdruckkammer (13) umfasst, die über einen oder mehrere durch den beim Zünden der Treibladung (9) entstehenden Druck offenbare Überströmkanäle (19) in der die Hochdruckkammer (12) begrenzenden Wandung (3) miteinander verbindbar sind. Die Überströmkanäle (19) sind so ausgerichtet, dass ihre Richtung (25) in Bezug auf die Längsachse (26) der Hochdruckkammer (12) von der radialen Richtung (27) abweicht.

Description

Diehl BGT Defence GmbH & Co. KG. Alte Nußdorfer Straße 13. 88662 Überlingen

Patronierte Munition

Die Erfindung betrifft eine patronierte Munition, insbesondere Granatmunition, mit einem Geschoss und einem Hochdruck-Niederdruck-Antriebssystem zum Austreiben des Geschosses aus seiner Patronenhülse, wobei das Hochdruck-Niederdruck- Antriebssystem eine eine Treibladung aufnehmende Hochdruckkammer und eine die Hochdruckkammer aufnehmende Niederdruckkammer aufweist, die über einen oder mehrere durch den beim Zünden der Treibladung entstehenden Druck offenbare Überströmkanäle in der die Hochdruckkammer begrenzenden Wandung miteinander verbindbar sind. Eine solche Patronenmunition ist beispielsweise aus der WO 2008/099353 A1 bekannt.

Auch aus der CH 693 543 A5 ist eine solche Munition bekannt. Dort besteht die patronierte Munition aus einem Geschoss und einer dieses aufnehmenden Patronenhülse. In der Patronenhülse ist eine Kartusche vorgesehen, die einen Hochdruckraum begrenzt, in dem eine Treibladung liegt. Die Kartusche wird durch einen Niederdruckraum umgeben, der durch die Innenwände der Patronenhülse und einen Teil des Bodens des Geschosses begrenzt ist. Geschoss und Patronenhülse sind über eine Sollbruchstelle miteinander verbunden. Der Hochdruckraum ist mit dem Niederdruckraum über abgedeckte Überströmöffnungen verbunden. Der Druck zum Austreiben des Geschosses aus der Patronenhülse wird durch den Druck sowohl im Hochdruckraum als auch im Niederdruckraum geliefert. Als Abdeckung der Überströmöffnungen fungiert ein im Hochdruckraum verschiebbar gelegener Kolben, der aufgrund des nach der Zündung der Treibladung im Hochdruckraum aufgebauten Druckes gegen dessen oberes Ende gedrückt bzw. in diese Richtung verschoben wird, wodurch nach einer gewissen kurzen Wegstrecke die Überströmöffnungen freigegeben werden. Über die auf diese Weise geöffneten Überströmöffnungen kann das Treibgas in den Niederdruckraum eindringen.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Granaten sind in unterschiedlicher Bauform und mit unterschiedlichem Kaliber bekannt, sie dienen vornehmlich der Bekämpfung weiter entfernter Ziele. Neben sehr großkalibrigen Granaten, die sehr große Reichweiten haben, sind auch vom Kaliber her kleinere Granaten, insbesondere 40-mm-Granaten, bekannt, die vornehmlich im Infanteriebereich eingesetzt werden und es ermöglichen, auch Ziele, die außerhalb der maximalen Wurfweite von Handgranaten liegen, zu bekämpfen, ohne hierbei auf die Unterstützung anderer Waffen oder Waffengattungen angewiesen zu sein. Bei einer 40-mm-Granate handelt es sich um eine Patronenmunition, die über einen Granatwerfer verschossen werden kann. Granaten, insbesondere 40-mm-Granaten, arbeiten mit einem Hochdruck-Niederdruck-Antriebssystem (bisweilen auch als Hochdruck-Niederdruck-Zündsystem bezeichnet). Dieses umfasst zwei Kammern, nämlich eine Hochdruckkammer und eine Niederdruckkammer. Die Hochdruckkammer ist in der Regel mittels eines hohlzylindrischen Kammerbauteils realisiert. In der Hochdruckkammer befindet sich die über ein Anzündhütchen oder dergleichen zündbare Treibladung. Beim Abbrand der Treibladung bildet sich in der Hochdruckkammer ein Druck > 1000 bar. Ab einem bestimmten Druck kommt es zu einem öffnen eines oder mehrerer am Kammerbauteil vorgesehener Kanäle, die in die das Kammerbauteil umgebende Niederdruckkammer führen. Diese Niederdruckkammer steht mit dem Geschossboden in Verbindung und wird durch diesen begrenzt. Durch den nach öffnen der Kanäle in der Niederdruckkammer anstehenden Gasdruck auf den Geschossboden wird sodann das Geschoss aus seiner Patronenhülse getrieben.

Die in der Hochdruckkammer entstehenden extremen Druck- und Temperaturbedingungen stellen hohe Anforderungen an Material und bauliche Konstruktion der Hochdruckkammer. Diese extremen Bedingungen in der Hochdruckkammer können jedoch mittlerweile relativ gut gehandhabt werden, nicht zuletzt deshalb, da die druckbeaufschlagte Fläche aufgrund der kleinen Abmessungen der Hochdruckkammer relativ klein ist, so dass die entstehenden Kräfte noch kontrollierbar sind. Auch kann bei dem relativ kleinen Volumen der Hochdruckkammer eher mit dickeren Wandstärken gearbeitet werden, ohne dass dies zu stark zu Lasten eines zu hohen Gewichts der Munition geht. Anders verhält sich dies bei der Außenwandung (Patronenhülse) der Niederdruckkammer, die zwar insgesamt mit einem niedrigeren Druck als die Hochdruckkammer beaufschlagt wird, in der aber gerade an den den Öffnungen der Überströmkanäle gegenüberliegenden Wandteilen der Patronenhülse Druck- und Temperaturspitzen auftreten, welche insbesondere bei hoher Treibladungsbeladung des Antriebssystems ein Problem für die strukturelle Integrität der Niederdruckkammer darstellen.

Aufgabe ist es daher, eine patronierte Munition mit einem Hochdruck-Niederdruck- Antriebssystem anzugeben, bei welchem die Belastung der Niederdruckkammer verringert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Munition der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Überströmkanäle so ausgerichtet sind, dass ihre Richtung in Bezug auf die Längsachse der Hochdruckkammer von der radialen Richtung abweicht. Dadurch treffen die aus der Hochdruckkammer durch die Überströmkanäle strömenden Treibladungsgase nicht mehr wie bei konventionellen Hochdruck-Niederdruck-Antriebssystemen senkrecht auf die Innenwandung der Patronenhülse, sondern treffen in einem flacheren Winkel auf die Wandung der Niederdruckkammer. Durch den flacheren Auftreffwinkel und die im Vergleich zur radialen Ausströmrichtung verlängerte Wegstrecke der Treibladungsgase von der Austrittsöffnung der Überströmkanäle zur Wandung der Patronenhülse können die Druck- und Temperaturspitzen an der begrenzenden Wandung der Niederdruckkammer wesentlich verringert werden.

Vorzugsweise sind die Überströmkanäle so ausgerichtet, dass die Verlängerung ihrer Richtung an der Längsachse der Hochdruckkammer vorbei weist. Durch diese Ausrichtung wird den aus den Überströmkanälen ausströmenden Treibladungsgasen in der Niederdruckkammer eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente erteilt, wodurch eine schnellere Vergleichmäßigung des Druckes in der gesamten Niederdruckkammer gewährleistet wird als dies bei senkrechtem Aufprall der Treibladungsgase auf die Patronenhülse und den damit verbundenen chaotischen Ablenkungen der Gasströme möglich wäre.

Besonders günstig ist es, wenn alle Überströmkanäle an der gleichen Seite der Längsachse vorbei weisen. Dass bedeutet, dass die Längserstreckung aller Überströmkanäle in ihrer Verlängerung in das Innere der Hochdruckkammer von der Mittellängsachse aus betrachtet beispielsweise immer rechts an der Mittelachse vorbei weist. Dadurch bilden die Strömungsjets aller Überströmkanäle in gegenseitiger Unterstützung einen kontrollierten Gaswirbel in der Niederdruckkammer aus, was eine sehr schnelle Vergleichmäßigung des Druckes in der Niederdruckkammer bewirkt. Außerdem ist bei dieser Art der Ausrichtung der Überströmkanäle durch die kontrollierte Induzierung einer rotierenden Gasbewegung eine wesentlich genauere Reproduzierbarkeit des Druckaufbaus in der Niederdruckkammer gegeben als bei konventionellen Hochdruck-Niederdruck-Antriebssystemen, wo chaotische Strömungsdurchmischungen für unvorhersehbare Schwankungen beim Druckaufbau und damit letztlich auch unterschiedliche Austriebskräfte von Munition zu Munition verursachen.

Vorzugsweise liegen die Längsachsen der Überströmkanäle in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Längsachse der Hochdruckkammer. Es ist aber auch möglich, dass die Längsachsen der Überströmkanäle in verschiedenen Ebenen senkrecht zur Längsachse der Hochdruckkammer liegen. Ferner ist es auch möglich, dass zumindest bei einem Teil der Überströmkanäle die Längsachse der Überströmkanäle eine Richtungskomponente in axialer Richtung aufweist. Hier kann es sich beispielsweise als vorteilhaft erweisen, wenn die Überströmkanäle leicht nach oben zum Geschoss hinweisen, um einen spiralförmigen Gaswirbel zu erzeugen, der sich schraubenförmig von den unten angeordneten Überströmkanälen hinauf zum Geschoss entwickelt.

Vorzugsweise weisen die Überströmkanäle einen sich zur Niederdruckkammer hin vergrößernden Querschnitt auf. Dadurch kann bereits während des Durchströmens der Überströmkanäle eine Entspannung der Treibladungsgase stattfinden, was wiederum dem gleichmäßigen Druckaufbau in der Niederdruckkammer förderlich ist.

Vorzugsweise wird die die Hochdruckkammer begrenzende Wandung durch ein Kammerbauteil gebildet, welches rotationssymmetrische, insbesondere kreiszylindrische, Elemente umfasst. Hier bieten sich neben den hohlzylindrischen Elementen auch noch hohlkegelförmige, hohlkegelstumpfförmige, hohlkugelförmige und hohlhalbkugelförmige Elemente an. Vorzugsweise ist das Kammerbauteil insgesamt rotationssymmetrisch. In diesem Fall ist die Längsachse der Hochdruckkammer deren Symmetrieachse.

Um das Geschoss mit einer einigermaßen definierten Geschwindigkeit verschießen zu können, ist es erforderlich, ein bestimmtes Verhältnis von Hochdruckkammervolumen zu Niederdruckkammervolumen zu realisieren. So sind beispielsweise bei 40-mm- Granaten drei unterschiedliche Granattypen bekannt, nämlich eine „low velocity"- Granate mit einer Abschussgeschwindigkeit des Geschosses von ca. 75 m/s, eine „medium velocity"-Granate mit einer Abschussgeschwindigkeit von ca. 100 m/s sowie eine „high velocity"-Granate mit einer Abschussgeschwindigkeit von ca. 240 m/s. Neben dem Verhältnis der Kammervolumina spielt für die Erzielung einer gewünschten Abschussgeschwindigkeit natürlich auch die Treibladungsmenge eine Rolle, wobei zumeist nur eine relativ geringe Menge im Gramm-Bereich erforderlich ist. Diese Treibladung befindet sich wie ausgeführt in der Hochdruckkammer, die vom Kammerbauteil gebildet wird. Diese ist jedoch vom Volumen her deutlich größer als die Treibladung. Die Treibladung ist demzufolge in der Hochdruckkammer beweglich, das heißt, dass keine definierte Position relativ zu dem Anzündhütchen oder dergleichen, über das die Treibladung gezündet wird, gegeben ist. Dies führt dazu, dass je nach Lage der Treibladung relativ zum Anzündhütchen Undefinierte Zündverhältnisse gegeben sind, was von Schuss zu Schuss zu einem Undefinierten Abbrand führt und folglich auch eine Undefinierte Druckerzeugung gegeben ist, die wiederum in einer nichtreproduzierbaren Abschussgeschwindigkeit resultiert. Das bedeutet, dass je nach tatsächlich ablaufendem Zündvorgang die einzelnen Geschosse mit höherer oder niedrigerer Geschwindigkeit verschossen werden. Dies ist jedoch nicht gewünscht, da unterschiedliche Abschussgeschwindigkeiten bei gleichbleibender Waffenposition zu einer entsprechenden Streuung führen.

Um also einen definierten Zündvorgang und damit das Verschießen einzelner Granaten mit noch besser reproduzierbarer Geschossgeschwindigkeit zu ermöglichen, ist vorzugsweise die Hochdruckkammer über eine Berstmembran in einen die Treibladung aufnehmenden ersten Kammerabschnitt und einen zweiten Kammerabschnitt unterteilt. Dadurch liegt letztlich ein Drei-Kammer-Antriebssystem vor, umfassend eine Hochdruckkammer, die aus zwei einzelnen Kammern besteht, sowie die Niederdruckkammer. Der erste Kammerabschnitt der Hochdruckkammer ist im Volumen so bemessen, dass er vorzugsweise vollständig mit der Treibladung gefüllt ist, so dass diese sich folglich nicht bewegen kann und stets in definierter Position relativ zum Anzündhütchen oder dergleichen liegt. Der erste Kammerabschnitt ist über eine Berstmembran vom zweiten Kammerabschnitt getrennt, wobei der erste Kammerabschnitt und der zweite Kammerabschnitt insgesamt die Hochdruckkammer bilden und im Gesamtvolumen so bemessen sind, dass sich das definierte, erforderliche Volumenverhältnis von Hochdruckkammer zu Niederdruckkammer ergibt.

Wird die Treibladung gezündet, so brennt sie zunächst ausschließlich im ersten Kammerabschnitt ab, es kommt zur Druckerzeugung im ersten Kammerabschnitt. Mit Erreichen eines Berstdrucks, der beispielsweise im Bereich von 200 bis 300 bar liegt, zerreißt die Berstmembran, die beiden Kammerabschnitte vereinen sich zu einer gemeinsamen Hochdruckkammer. In Folge der fortschreitenden Druckerhöhung beim nach wie vor stattfindenden Abbrand des Treibladungspulvers öffnen sich mit Erreichen eines entsprechenden Druckniveaus, beispielsweise von 1200 bis 1300 bar, die Überströmkanäle, die wiederum die Hochdruckkammer mit der Niederdruckkammer verbinden. Das Gas kann jetzt in die Niederdruckkammer abströmen und steht am Geschossboden an. Mit hinreichendem Druck kommt es sodann zum Abschuss des Geschosses.

Bei einer derart positionsfesten Treibladung sind folglich bei jeder Granate die gleichen Zündbedingungen gegeben, das heißt, dass von Schuss zu Schuss stets gleiche Zünd- und damit Abbrand- und Druckerzeugungsverhältnisse gegeben sind. Daraus resultiert, dass sich von Schuss zu Schuss reproduzierbare Geschossgeschwindigkeiten erzielen lassen. Darüber hinaus lässt sich, nachdem durch die bevorzugte Kammeraufteilung eine Bewegung der Treibladung ausgeschlossen ist, mithin also optimale Zündbedingungen gegeben sind, auch eine Erhöhung der Geschossgeschwindigkeit erreichen, beispielsweise bei „medium velocity"-Granaten auf bis zu 120 m/s, resultierend aus der Fixierung der Treibladung und der Optimierung der Ladedichte in dem ersten Kammerabschnitt.

Die Überströmkanäle können dabei im Bereich des ersten oder zweiten Kammerabschnitts angeordnet sein. Da die Überströmkanäle erst öffnen, wenn ein entsprechend hoher Druck von 1200 bis 1300 bar gegeben ist, wozu bereits eine entsprechende Treibladungsmenge abgebrannt sein muss, ist es folglich auch möglich, die Überströmkanäle im Bereich des ersten, ursprünglich die Treibladung enthaltenden Kammerabschnitts vorzusehen. Sie können aber auch im Bereich des zweiten Kammerabschnitts, der die Treibladung nicht enthält, vorgesehen sein.

Vorzugsweise ist die Berstmembran in der Hochdruckkammer verschiebbar und in der jeweiligen Position klemmend aufgenommen. Dies ermöglicht es, die Volumina des ersten und zweiten Kammerabschnitts je nach Positionierung der Berstmembran etwas variieren zu können. Das bedeutet, dass je nach Anordnung der Berstmembran das Volumen des ersten Kammerabschnitts und damit die Menge an Treibladung kleiner oder größer bemessen werden kann, worüber folglich die Ladedichte auf einfache Weise eingestellt werden kann.

Alternativ dazu ist es denkbar, die Berstmembran an einem Anschlag anliegend, folglich in einer stets definierten Position im Kammerbauteil anzuordnen, so dass mithin stets ein jeweils definiertes Volumen des ersten und zweiten Kammerabschnitts gegeben ist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Berstmembran an einem Napf angeordnet ist, dessen zylindrischer Abschnitt die Überströmkanäle abdeckt. Wie beschrieben werden die Überströmkanäle erst geöffnet, wenn in der Hochdruckkammer ein entsprechend hoher Druck gegeben ist. Vorher sind sie geschlossen. Um die Überströmkanäle zu schließen, dient gemäß dieser Ausführungsform ein Napf, der darüber hinaus auch die Berstmembran aufweist. Ist der Berstdruck erreicht, so zerreißt die Membran, der zylindrische Ringbund des Napfs schließt jedoch nach wie vor noch die Überströmkanäle. Erst wenn in der Hochdruckkammer das entsprechende Druckniveau von beispielsweise 1200 oder 1300 bar erreicht ist, reißt auch das Napfmaterial im Bereich der Überströmkanäle, es wird regelrecht ausgestanzt, die Überströmkanäle öffnen. Dem Napf kommt also eine Mehrfachfunktion zu, nämlich einerseits als Träger der Berstmembran zu fungieren, andererseits aber auch als Überströmkanalverschluss zu dienen, wie auch über seinen zylindrischen Abschnitt die klemmende Fixierung des Napfes und der Berstmembran im Kammerbauteil erfolgt.

Alternativ zur Verwendung des Napfes, also nur eines Bauteils, ist es denkbar, einen separaten Ring oder eine innere Auskleidung (Liner) vorzusehen, der die Überströmkanäle abdeckt. Dieser Ring oder der Liner hat lediglich die Funktion, die Überströmkanäle zu schließen und bei Anliegen eines hinreichend hohen Druckes die Überströmkanäle freizugeben. Die Berstmembran selbst ist als separates Bauteil ausgeführt, sie umfasst einen Haltering, in dem der eigentliche Membranabschnitt angeordnet ist, wobei die Berstmembran über den Haltering klemmend im Kammerbauteil fixiert ist.

Die Berstmembran selbst, gegebenenfalls der gesamte Napf, der Ring oder die innere Auskleidung der Hochdruckkammer sind bevorzugt aus Metall, insbesondere aus einem Metallblech, wobei sich als Metall insbesondere Kupfer, Messing oder Aluminium eignet.

Die Halterung des Geschosses selbst in der Patronenhülse kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Zum einen kann am Kammerbauteil ein über eine Sollbruchstelle abtrennbarer Gewindestutzen vorgesehen sein, an dem das Geschoss verschraubt ist. Im Bereich der Sollbruchstelle reißt der Gewindestutzen ab, wenn in der Niederdruckkammer ein hinreichend hoher Druck ansteht. Alternativ oder zusätzlich kann das Geschoss mit der Patronenhülse über eine Crimpverbindung bei Abschuss lösbar verbunden sein. Dabei erfolgt die Fixierung des Geschosses unmittelbar an der Patronenhülse.

Weiter Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Figur 1 eine erste Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße patronierte

Munition,

Figur 2 eine zweite Schnittansicht entlang der in Figur 1 eingezeichneten

Schnittebene durch die Hochdruckkammer,

Figur 3 eine Schnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Munition,

Figur 4 eine Schnittansicht durch ein Kammerbauteil mit beweglich angeordnetem

Napf,

Figur 5 eine Schnittansicht durch ein Kammerbauteil mit separater Berstmembran und separatem Ring, und

Figur 6 eine Schnittansicht durch ein Kammerbauteil mit an einem Anschlag anliegendem Napf.

Figuren 1 und 2 zeigen das erfindungsgemäße Hochdruck-Niederdruck- Antriebssystem zum Austreiben eines Geschosses 11 (in Figuren 1 und 2 nicht dargestellt) aus seiner Patronenhülse 2. Das Hochdruck-Niederdruck-Antriebssystem umfasst eine eine Treibladung 9 aufnehmende Hochdruckkammer 12 und eine die Hochdruckkammer 12 aufnehmende Niederdruckkammer 13, die über mehrere durch den beim Zünden der Treibladung 9 entstehenden Druck offenbare Überströmkanäle 19 in der die Hochdruckkammer 12 begrenzenden Wandung 3 miteinander verbindbar sind. Dabei sind die Überströmkanäle 19 zu ausgerichtet, dass ihre Richtung 25 in Bezug auf die Längsachse 26 der Hochdruckkammer 12 von der radialen Richtung 27 abweicht. Dadurch wird erreicht, dass die thermische Schockbelastung der Patronenhülse 2 im Bereich der Überströmkanäle 19 nicht so hoch ist, wie wenn die Überströmkanäle 19 die Treibladungsgase in radialer Richtung ausstoßen würden.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind die Überströmkanäle 19 so ausgerichtet, dass die Verlängerung ihrer Richtung 25 an der Längsachse 26 der Hochdruckkammer 12 vorbei weist. Das bedeutet, dass die Überströmkanäle 19 so ausgerichtet sind, dass die Verlängerung ihrer Richtung 25 nicht auf die Längsachse 26 der Hochdruckkammer 12 trifft. Dadurch kann den in die Niederdruckkammer 13 überströmenden Treibladungsgasen eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente vermittelt werden, was zu einem gleichmäßigeren Druckaufbau in der Niederdruckkammer 13 führt.

In der Figur 2 sind sechs Überströmkanäle 19 gezeigt, es sind aber auch weniger, beispielsweise drei, vier oder fünf, aber auch mehr Überströmkanäle 19, beispielsweise sieben oder acht Überströmkanäle 19 denkbar. In der Figur 2 sind zudem alle Überströmkanäle 19 so ausgerichtet, dass sie an der gleichen Seite der Längsachse 26 vorbei weisen. Dieser Umstand wird in Figur 2 exemplarisch am Überströmkanal 19 rechts oben in der Zeichnung verdeutlicht. Hier weist die Verlängerung der Richtung 25 des Überströmkanals 19 rechts an der Längsachse 26 der Hochdruckkammer 12 vorbei (die Längsachse 26 steht dabei senkrecht auf der Bildebene in der Mitte der Figur, von dort ist exemplarisch eine radiale Richtung 27 eingezeichnet). Da die Überströmkanäle 19 alle gleichsinnig und um den gleichen Winkelbetrag gegenüber der radialen Richtung gedreht sind, bilden die Strömungsjets aller Überströmkanäle 19 in gegenseitiger Unterstützung einen kontrollierten Gaswirbel in der Niederdruckkammer aus. Dieser Gaswirbel kann auch als drehende Gasbewegung, als Gasrotation oder als Zyklon bezeichnet werden. Durch diesen kontrollierten Gaswirbel erfolgt eine sehr schnelle Vergleichmäßigung des Druckes in der Niederdruckkammer 13.

Die Überströmkanäle 19 weisen einen sich zur Niederdruckkammer 13 hin vergrößernden Querschnitt auf. Im vorliegenden Beispiel erfolgt diese Querschnittsvergrößerung diskontinuierlich in einer Stufe. Dies hat den Vorteil, dass derartige Überströmkanäle 19 sehr leicht fertigungstechnisch herzustellen sind, da zunächst einfach sechs Bohrungen mit kleinem Querschnitt vollständig durch die Wandung 3 gebohrt werden müssen, die dann von außen mit einem größeren Bohrer teilweise aufgebohrt werden. Es ist aber genauso gut eine kontinuierliche Querschnittsvergrößerung denkbar, beispielsweise eine konusförmige Querschnittsvergrößerung. In der Figur 2 liegen die Längsachsen der Überströmkanäle 19 in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Längsachse 26 der Hochdruckkammer 12. Es ist aber auch möglich, dass die Längsachse 25 der Überströmkanäle 19 eine Richtungskomponente in axialer Richtung 26 aufweist. Wenn z. B. die Überströmkanäle 19 zusätzlich zu der oben beschriebenen Verkippung in der Ebene senkrecht zur Längsachse 26 leicht nach oben zum Geschoss 1 1 hin weisen, kann ein spiralförmiger, dreidimensionaler Zyklon erzeugt werden, der sich schraubenförmig von den unten angeordneten Überströmkanälen 19 hinauf zum Geschoss 1 1 entwickelt. Dadurch kann eine besonders schnelle und gleichmäßige Druckentwicklung in der Niederdruckkammer 13 erzielt werden.

Wie insbesondere der Figur 1 zu entnehmen ist, wird die die Hochdruckkammer 12 begrenzende Wandung 3 durch ein Kammerbauteil gebildet, welches rotationssymmetrische Elemente umfasst. In diesem Fall ist der untere Teil der Hochdruckkammer 12 an der Innenseite hohlzylinderförmig, während der untere Bereich der Hochdruckkammer 12 an der Außenseite aus strukturell verstärkenden Gründen leicht kegelstumpfförmig ist. Der obere Bereich der Hochdruckkammer 12 ist halbhohlkugelförmig ausgebildet. Dadurch, dass die Hochdruckkammer 12 vorzugsweise vollständig aus rotationssymmetrischen Elementen gebildet wird, ist die Längsachse 26 der Hochdruckkammer 12 gleichzeitig deren Symmetrieachse (Zylindersymmetrie).

Figur 3 zeigt eine Schnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Munition, beispielsweise eine 40-mm-Granate. Sie umfasst eine Granatenhülse oder eine Kartusche 2, in die das Kammerbauteil 3 eingesetzt ist. Das Kammerbauteil 3 weist (siehe Figur 4) einen Gewindeabschnitt 4 auf, der in einen entsprechenden Gewindeabschnitt 5 der Kartusche 2 eingeschraubt wird, um das Kammerbauteil 3 in der Kartusche 2 zu fixieren. In das Kammerbauteil 3 ist eine Verschlussplatte 6 eingesetzt, die das Kammerbauteil 3 verschließt. In einem Aufnahmeraum 7 ist ein Anzündhütchen 8 angeordnet, dass der Zündung der Treibladung 9 dient, die im Inneren des Kammerbauteils 3 angeordnet ist.

Am Kammerbauteil 3 ist ferner ein Gewindestutzen 10 vorgesehen, der in eine entsprechende Gewindebohrung an dem Geschoss 1 1 , welche Gewindebohrung am Geschossboden angeordnet ist, eingeschraubt ist, worüber das Geschoss 11 kartuschenseitig fixiert ist. Über das Kammerbauteil 3 sowie die Kartusche 2 wird das Hochruck-Niederdruck- Antriebssystem realisiert. Das hohlzylindrische Kammerbauteil 3 (siehe Figur 4) definiert in seinem Inneren die Hochdruckkammer 12, die von der über die Kartusche 2 und den Geschossboden geschlossenen Niederdruckkammer 13 umgeben ist.

Die Hochdruckkammer 12 ihrerseits ist gemäß Figuren 3 bis 6 in zwei Kammerabschnitte aufgeteilt, nämlich einen ersten Kammerabschnitt 14 und einen zweiten Kammerabschnitt 15. Beide sind über eine Berstmembran 16 voneinander abgedichtet und getrennt, wobei die Berstmembran 16 in der Figur 3 an einem Napf 17 angeordnet oder einteilig mit diesem ausgebildet ist. Der Napf 17 ist über seinen zylindrischen Abschnitt 18 klemmend in dem hohlzylindrischen Kammerbauteil 3 aufgenommen, wobei sein hohlzylindrischer Abschnitt 18 die Überströmkanäle 19 verschließt. Die Überströmkanäle 19 stellen die druckabhängig offenbare Verbindung zwischen Hochdruckkammer 12 und Niederdruckkammer 13 dar.

Wie Figur 3 zeigt, ist der erste Kammerabschnitt 14 vollständig mit der Treibladung 9 gefüllt. Diese ist folglich positionsfest relativ zum Anzündhütchen 8 angeordnet, so dass folglich stets definierte Zündverhältnisse gegeben sind. Je nachdem, wie der Napf 17 positioniert wird, kann das Volumen des ersten Kammerabschnitts 14 eingestellt werden, mithin also eine Volumenabstimmung und damit eine Optimierung der Ladedichte erfolgen.

Wird über das Anzündhütchen 8 die Treibladung 9 gezündet, so brennt sie ab, es kommt zur Druckerzeugung im ersten Kammerabschnitt 14. Mit Erreichen eines bestimmten Berstdrucks, der von der Membrandicke und dem verwendetem Membranmaterial abhängt, öffnet sich die Berstmembran 16, so dass sich die beiden Kammerabschnitte 14, 15 zur gesamten Hochdruckkammer 12 vereinen. Das bedeutet, dass für den nachfolgenden Abbrand das gesamte Kammervolumen der Hochdruckkammer 12 zur Verfügung steht. Mit fortschreitender Druckerhöhung beim Abbrand der Treibladung 9 und mit Erreichen eines entsprechenden Druckniveaus wird der Napf 17 oder dessen zylindrischer Abschnitt 18 im Bereich der Überströmkanäle 19 durchgestanzt. Das bedeutet, dass die Überströmkanäle 19 geöffnet werden und sich die Hochdruckkammer 12 mit der Niederdruckkammer 13 verbindet. Das Treibladungsgas kann jetzt in die Niederdruckkammer 13 abströmen. Mit fortschreitender Druckerhöhung steht ein immer höherer Gasdruck auf dem Geschossboden und damit in der Niederdruckkammer 13 an. Ist ein hinreichender Druck erreicht, so reißt eine Sollbruchstelle 20, über die der Gewindestutzen 10 am Kammerbauteil 3 angebunden ist, ab, das Geschoss 11 wird verschossen. Die Sollbruchstelle 20 kann sehr genau eingestellt werden, so dass ein definierter druckbezogener Abriss erreicht werden kann. Durch die definierten Zünd- und Abbrandverhältnisse respektive Druckverhältnisse und die entsprechende Auslegung der Sollbruchstelle 20 mit geringer Toleranz lässt sich eine gut reproduzierbare Geschossgeschwindigkeit von Granate zu Granate erreichen.

Der Napf 17 ist bevorzugt aus einem Kupfer-Messing- oder Aluminiumblech. Je nach einzustellendem Berstdruck bezüglich der Berstmembran respektive Berstdruck im Bereich der Überströmkanäle 19 wird das entsprechende Metallmaterial bzw. die entsprechende Metallblechdicke gewählt.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, die eine Trennung der Hochdruckkammer 12 in einen die Treibladung aufnehmenden ersten Kammerabschnitt 14 und einen zweiten Kammerabschnitt 15 ermöglicht. Dies geschieht wiederum über eine Berstmembran 16, die hier jedoch ein separates Bauteil ist und über einen randseitigen, klemmend in dem Kammerbauteil 3 aufzunehmenden Haltering 21 fixiert wird. Die Überdeckung der Überströmkanäle 19 erfolgt hier mittels eines separaten Rings 22 oder einer inneren Auskleidung 28 der Hochdruckkammer 12. Auch hier ist die Berstmembran 16 beweglich, das heißt, dass das Volumen des ersten und des zweiten Kammerabschnitts 14, 15 durch entsprechende Positionierung der Berstmembran 16 eingestellt und folglich die Ladedichte optimiert werden kann. Wiederum lassen sich hierdurch definierte Zünd- und damit Abbrandbedingungen erreichen. Die Funktionsweise ist die gleiche, wie bei der vorstehenden Ausführungsform beschrieben. Auch hier kommt es mit Erreichen eines hinreichenden Berstdrucks zum öffnen der Berstmembran 16 und damit zu einer Vereinigung der Volumina der beiden Kammerabschnitte 14, 15. Mit Erreichen eines hinreichenden Drucks wird sodann der Ring 22 zum öffnen der Überströmkanäle 19 durchgestanzt, so dass das Gas wiederum in den Niederdruckraum 13 strömen kann und das Geschoss 11 bei Erreichen eines hinreichenden Drucks in der Niederdruckkammer 13 verschossen wird.

Figur 6 zeigt schließlich eine Ausführungsform, bei der am Kammerbauteil 3 ein Ringbund 23, der einen Anschlag 24 für den Napf 17 bildet, vorgesehen ist. Der Napf 17 weist wiederum eine Berstmembran 16 auf, er ist hier jedoch in umgekehrter Anordnung (verglichen mit Figur 4) positioniert. Sein zylindrischer Abschnitt 18 ist hier in Richtung der Abschlussplatte 6 gerichtet. Die hier nur gestrichelt gezeigten Überströmkanäle 19 sind bei dieser Ausgestaltung im Bereich des die Treibladung 9 aufnehmenden ersten Kammerabschnitts 14 vorgesehen, während sie bei der Ausgestaltung nach Figur 4 im Bereich des zweiten Kammerabschnitts 15 positioniert sind. Die Funktionsweise ist jedoch die gleiche wie bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen. Mit Zündung kommt es zunächst zum Abbrand der Treibladung 9 und damit zum Druckaufbau im ersten Kammerabschnitt 14 und bei hinreichenden Druck zum Bersten der Berstmembran 16. Liegt sodann in der nunmehr gesamten Hochdruckkammer 12 ein entsprechender Druck an, wird der Napf 17 wieder zum Öffnen der Überströmkanäle 19 durchgestanzt, so dass die Hochdruckkammer 12 mit der Niederdruckkammer 13 verbunden wird und es infolge zum Abschuss des Geschosses 1 1 kommt. Anders als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist hier jedoch keine Volumenvariation bezüglich des Volumens des ersten und zweiten Kammerabschnitts 14, 15 möglich, nachdem der Napf 17 am Anschlag 24 anliegt.

Bezugszeichenliste

Patronierte Munition

Patronenhülse

Kammerbauteil

Gewindeabschnitt (von 3)

Gewindeabschnitt (von 2)

Verschlussplatte (von 3)

Aufnahmeraum (für 8)

Anzündhütchen

Treibladung

Gewindestutzen (von 3)

Geschoss

Hochdruckkammer

Niederdruckkammer

Erster Kammerabschnitt (von 12)

Zweiter Kammerabschnitt (von 12)

Berstmembran

Napf

Zylindrischer Abschnitt (von 17)

Überströmkanal

Sollbruchstelle (von 10)

Haltering

Ring

Ringbund

Anschlag (für 17)

Richtung (von 19)

Längsachse (von 12)

Radiale Richtung

Innere Auskleidung (von 12)

Claims

Patentansprüche

Patronierte Munition (1), insbesondere Granatmunition, mit einem Geschoss (11) und einem Hochdruck-Niederdruck-Antriebssystem zum Austreiben des Geschosses (11) aus seiner Patronenhülse (2), wobei das Hochdruck- Niederdruck-Antriebssystem eine eine Treibladung (9) aufnehmende Hochdruckkammer (12) und eine die Hockdruckkammer (12) aufnehmende Niederdruckkammer (13) umfasst, die über einen oder mehrere durch den beim Zünden der Treibladung (9) entstehenden Druck offenbare Überströmkanäle (19) in der die Hochdruckkammer (12) begrenzenden Wandung (3) miteinander verbindbar sind,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Überströmkanäle (19) so ausgerichtet sind, dass ihre Richtung (25) in Bezug auf die Längsachse (26) der Hochdruckkammer (12) von der radialen Richtung (27) abweicht.

Munition nach Anspruch 1 ,

wobei die Überströmkanäle (19) so ausgerichtet sind, dass die Verlängerung ihrer Richtung (25) an der Längsachse (26) der Hochdruckkammer (12) vorbei weist.

Munition nach Anspruch 2,

wobei alle Überströmkanäle (19) an der gleichen Seite der Längsachse (26) vorbei weisen.

Munition nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei die Überströmkanäle (19) eine Richtungskomponente in axialer (26) Richtung aufweisen.

5. Munition nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei die Überströmkanäle (19) einen sich zur Niederdruckkammer (13) hin vergrößernden Querschnitt aufweisen.

6. Munition nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei die die Hochdruckkammer (12) begrenzende Wandung (3) durch ein Kammerbauteil gebildet wird, welches rotationssymmetrische, insbesondere kreiszylindrische, Elemente umfasst.

7. Munition nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei die Hochdruckkammer (12) über eine Berstmembran (16) in einen die Treibladung (9) aufnehmenden ersten Kammerabschnitt (14) und einen zweiten Kammerabschnitt (15) unterteilt ist.

8. Munition nach Anspruch 7,

wobei die Überströmkanäle (19) im Bereich des ersten (14) oder des zweiten Kammerabschnitts (15) angeordnet sind.

9. Munition nach Anspruch 7 oder 8,

wobei die Berstmembran (16) in der Hochdruckkammer (12) verschiebbar und in der jeweiligen Position klemmend aufgenommen ist.

10. Munition nach Anspruch 7 oder 8,

wobei die Berstmembran (16) an einem Anschlag (24) anliegt.

1 1. Munition nach einem der Ansprüche 7 bis 10,

wobei die Berstmembran (16) an einem Napf (17) angeordnet ist, dessen zylindrischer Abschnitt (18) die Überströmkanäle (19) abdeckt.

12. Munition nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei ein Ring (22) oder eine innere Auskleidung (28) der Hochdruckkammer (12) vorgesehen ist, der oder die die Überströmkanäle (19) vor dem Zünden der Treibladung (9) abdeckt.

13. Munition nach Anspruch 1 oder 2,

wobei die Berstmembran (16), der gesamte Napf (17), der Ring (22) oder die innere Auskleidung (28) der Hochdruckkammer (12) aus Metall, insbesondere aus einem Metallblech, insbesondere aus Kupfer, Messing oder Aluminium sind.

14. Munition nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei an der die Hochdruckkammer (12) begrenzenden Wandung (3) ein über eine Sollbruchstelle (20) abtrennbarer Gewindestutzen (10) vorgesehen ist, an dem das Geschoss (1 1) verschraubt ist.

15. Munition nach einem der vorangehenden Ansprüche,

wobei das Geschoss (11) mit der Patronenhülse (2) über eine Crimpverbindung bei Abschuss lösbar verbunden ist.