DE1578052C3 - Shooting device - Google Patents

Description

einer Abschußvorrichtung gemäß Fig. 1.
Das Schießgerät in Fig. 1 ist ein Schießgerät füra launching device according to FIG. 1.
The shooting device in Fig. 1 is a shooting device for

^;— Geschosse mit eigenem Treibsatz, d. h., es handelt ^; - Projectiles with their own propellant, that is, it acts

sich um ein Gerät, bei dem sich die Treibladung im 45 Geschoß selbst befindet. Dieses Schießgerät trägtis a device in which the propellant charge is located in the 45 projectile itself. This shooting device carries

Die Erfindung betrifft ein Schießgerät, das einen ein Geschoß mit einem Kopf 41, der auf die mit mit einer pulverförmigen Treibladung gefüllten und Außengewinde versehene Wandung 42 α eines Ladevon einem axialen Stopfen hermetisch verschlos- raumes aufgeschraubt ist/ Die^ Wandung 42 a des senen Laderaum aufweist, wobei eine Verdammung Laderaumes ist Teil eines Rohres 42, dessen hinteres vorgesehen ist. 50 Ende Leitflügel 52 sowie einen inneren AnschlagringThe invention relates to a shooting device that α a a projectile with a head 41 provided on the filled with a powdery propellant and outer threaded wall 42 of an Ladevon an axial plugs hermetically verschlos- space is screwed / the ^ wall 42 a of the Senen loading space having, a dam of the cargo space is part of a tube 42, the rear of which is provided. 50 end of guide vane 52 and an inner stop ring

Es sind schon zahllose Geräte dieser Art für ver- 53 trägt. Im Laderaum befindet sich eine Treiblaschiedenste Zwecke bekannt, insbesondere Schuß- dung 47, die durch einen Metallkolben,49 eingewaffen, Raketen, Bolzenschießgeräte usw. Beispiele preßt ist, der vor dem Einschrauben des Anschlagdafür sind in der schweizerischen Patentschrift ringes unter Druck in das Innere des Rohres 42 ein-50 228, der DT-PS 3 08 585 und in der FR-PS 55 geführt wird. Der Einpreßdruck des Kolbens beträgt 44 030 beschrieben^ Solche Geräte formen die von vorteilhaft 400 bis 500 kp/cm². Das scheinbare Voder Verbrennung der Treibladung gelieferte Energie lumen des Treibladungspulvers, das ist das Volumen in kinetische Energie um. Dabei ist bekanntlich bis- einschließlich der Zwischenräume zwischen den Pulher der Wirkungsgrad dieser Umformung relativ verkörnern, füllt den Raum zwischen dem Boden gering geblieben, nämlich häufig unter 20% und sei- 60 des Laderaumes und dem Kolben vollständig aus. In ten über 30%. Unter Wirkungsgrad wird hierbei das der Achse des Kolbens befindet sich eine Bohrung Verhältnis der in Form mechanischer, d. h. insbeson- geringen Durchmessers, in die eine Schlagspindel 43 dere kinetischer, Energie aufgenommenen Energie saugend eingepaßt ist, deren vorderes Ende eine zur gesamten durch die Verbrennung freigewordenen Kapsel 45 berührt, die einen Zünder enthält und in Energie verstanden. Die kinetische Energie wird von 65 einer Aussparung der vorderen Stirnseite des KoI-den Geschossen aufgenommen, die von den Schieß- bens untergebracht ist. Das hintere Ende der Schlaggeräten abgeschossen werden. spindel 43 ragt leicht über die äußere Stirnfläche des Es ist ferner bekannt, daß die Elastizitätsgrenze Kolbens hervor. Das Geschoß mit eigenem TreibsatzCountless devices of this type have already been worn for 53 years. In the hold there is a propellant for most purposes known, in particular shot 47, which is armed by a metal piston, 49, presses rockets, bolt guns, etc. Examples, which are in the Swiss patent ring under pressure into the interior of the before screwing in the stop Tube 42 a-50 228, the DT-PS 3 08 585 and in the FR-PS 55 is performed. The injection pressure of the piston is 44 030 described ^ Such devices form the advantageous 400 to 500 kp / cm ² . The apparent pre-combustion or combustion of the propellant charge delivered lumen of the propellant charge powder, that is the volume in kinetic energy. As is well known, the efficiency of this deformation is relatively granular up to and including the spaces between the pulpers, the space between the bottom has remained small, namely often below 20% and completely fills up both of the loading space and the piston. In ten over 30%. The efficiency here is that of the piston axis, there is a bore ratio of the mechanical, ie in particular small diameter, into which a beater spindle 43 of the kinetic energy absorbed is fitted, the front end of which is one to the total released by the combustion Touched capsule 45, which contains a detonator and understood in terms of energy. The kinetic energy is absorbed by a recess in the front face of the bullet, which is accommodated by the shooting range. The rear end of the impact devices are shot down. Spindle 43 protrudes slightly over the outer end face of the piston. It is also known that the elastic limit protrudes. The projectile with its own propellant

wird zum Abschuß mit seinem Rohr 42 auf eine Führungs- Und Schlägstange 50 aufgeschoben, die ein Teil einer unabhängigen Lafette mit Schlagzündmechanismus bildet, welche schematisch durch eine Schlagfeder 44 dargestellt ist und direkt oder indirekt auf die Stange SO wirkt.is pushed to launch with its tube 42 on a guide and beater rod 50, which a Forms part of an independent carriage with a percussion ignition mechanism, which is shown schematically by a Striker spring 44 is shown and acts directly or indirectly on the rod SO.

Die Wirkungsweise dieses Schießgerätes ist folgende. Vor dem Abschuß nehmen die verschiedenen Organe die in Fig. 1 dargestellte Stellung ein. Das Auslösen des Abzugs der Lafette treibt die Stange 50 gegen den Kolben 49, der die Schlagspindel 43 betätigt, die auf den Zünder 45 schlägt und die Ladung 47 explodieren läßt. Der in den Laderaum 42 α eingepreßte Kolben und der Laderaum selbst bieten im Augenblick der Explosion einen Widerstand, der eine Druckspitze in extrem kurzer Zeit hervorruft (s. F i g. 2). Unter der Wirkung dieser Druckspitze wird das mit dem Kopf 41 fest verbundene Rohr 42 nach oben geschleudert, während der Kolben gegen das Ende der Führungsstange 50 gedrückt wird. Wenn das Rohr diese Stange verläßt, dann wird der Kolben durch den Anschlagring 53 im hinteren Ende des Rohres zurückgehalten. Die Länge des Rohres ist derart festgelegt, daß die Beschleunigung des Geschosses gegenüber dem Kolben praktisch beendet ist, wenn das Rohr die Stange verläßt. Dieser Beschleunigungsverlauf entspricht einer praktisch vollständigen Verbrennung der Treibladung. Bei einem Geschoß mit einem Gewicht von 960 Gramm und einer Treibladung von 3,37 Gramm aus Nato-Pulver, das 3104 Kalorien aufweist, beträgt die Länge des Rohres mit 16 mm Bohrung vorteilhaft 100 bis 120 mm.The mode of action of this shooting device is as follows. Before shooting, take the different ones Organs the position shown in Fig. 1 a. The triggering of the trigger of the carriage drives the rod 50 against the piston 49, which actuates the impact spindle 43, which strikes the igniter 45 and the charge 47 explode. The piston pressed into the hold 42 and the hold itself offer a resistance at the moment of the explosion, which causes a pressure peak in an extremely short time (see Fig. 2). Under the action of this pressure peak, the pipe 42, which is firmly connected to the head 41 thrown upward while the piston is pressed against the end of the guide rod 50. When the tube leaves this rod, the piston is by the stop ring 53 in the rear End of the pipe held back. The length of the pipe is set so that the acceleration of the projectile opposite the piston is practically finished when the barrel leaves the rod. This The acceleration curve corresponds to a practically complete combustion of the propellant charge. at a bullet with a weight of 960 grams and a propellant charge of 3.37 grams made of NATO powder, which has 3104 calories, the length of the tube with a 16 mm bore is advantageous 100 to 120 mm.

Bei dem für das beschriebene Gerät verwendeten Pulver handelt es sich bevorzugt um ein langsam abbrennendes Pulver. Bei zahlreichen Schießversuchen, die teils im Laboratorium durchgeführt wurden zur Messung der Drücke, teilweise auf dem Schießplatz zur Messung der Reichweiten, wurden verschiedene Pulverarten eingesetzt, namentlich Nato-Pulver für Infanterie- und Granatwerfermunition. Die eingesetzten Pulverarten wiesen teils röhrchen- teils kugelförmige Körnung auf, waren gelackt, um die Abbrenngeschwindigkeit zu verlangsamen, oder nicht gelackt, mit unterschiedlichen Granulierungen, einheitlich oder gemischt, z. B. von 50 bis 400 μΐη und mehr oder weniger verdichtet, wobei das wahre Volumen 60 bis 90% des scheinbaren Volumens erreichte, aber selbstverständlich das scheinbare Volumen des Pulvers den Laderaum immer vollständig bis zu dem hermetisch abschließenden Stopfen ausfüllte. Der Verschlußstopfen bietet der von der Verbrennung des Pulvers entwickelten Energie im Augenblick der Explosion einen Anfangswiderstand, der durch die Verdammung und die zu beschleunigenden Massen bestimmt ist und der so bemessen ist, daß in einem extrem kurzen Zeitraum in der Größenordnung von beispielsweise einigen Zehntel Millisekunden eine Druckspitze entsteht, deren Höhe beispielsweise das doppelte des der Streckgrenze des Werkstoffes der Wandung 42 a entsprechenden Druckes erreicht oder sogar wesentlich überschreitet. Bei dem der Streckgrenze entsprechenden Druck handelt es sich um den maximal zulässigen statischen Druck für die Zylinderwand des Laderaumes. Die tatsächliche Belastung ist jedoch in Anbetracht der extrem kurzen Einwirkung des hohen Explosionsdruckes dynamischer Natur.The powder used for the device described is preferably a slow one burning powder. During numerous shooting attempts, some of which were carried out in the laboratory to measure the pressures, partly on the firing range to measure the ranges different types of powder are used, namely NATO powder for infantry and grenade launcher ammunition. The types of powder used had partly tubular, partly spherical grains, were lacquered, to slow down the burning speed, or not varnished, with different Granulations, uniform or mixed, e.g. B. from 50 to 400 μΐη and more or less compressed, with the true volume reaching 60 to 90% of the apparent volume, but of course the apparent volume of the powder always completely up to the hermetically sealed hold Stopper filled. The stopper is like that developed from the combustion of the powder Energy at the moment of the explosion has an initial resistance created by the dam and the mass to be accelerated is determined and which is dimensioned so that in an extremely short A pressure peak occurs in the order of magnitude of, for example, a few tenths of a millisecond, the height of which, for example, twice that of the yield point of the material of the wall 42 a corresponding pressure reached or even significantly exceeds. With the one corresponding to the yield point Pressure is the maximum allowable static pressure for the cylinder wall of the hold. However, the actual load is in view of the extremely short exposure the high explosion pressure of a dynamic nature.

Bei einer solchen dynamischen Belastung tritt trotz des Überschreitens der unter statischen Verhältnissen bestimmten Streckgrenze des Wandungsmetalls keine bleibende radiale Verformung des Laderaumes auf.With such a dynamic load occurs despite exceeding the under static conditions certain yield point of the wall metal no permanent radial deformation of the hold on.

In F i g. 2 ist der Druckverlauf in AbhängigkeitIn Fig. 2 is the pressure curve as a function

von der Zeit beim einem Schießversuch mit dem erfindungsgemäßen Gerät durch die ausgezogene Kurve dargestellt, während die gestrichelte Kurve einen analogen Versuch mit einem bekannten Schießgerät illustriert.of the time during a shooting attempt with the inventive Device represented by the solid curve, while the dashed curve is a an analog experiment with a known shooting device is illustrated.

Quantitativ wurden beispielsweise in drei Versuchen folgende Werte ermittelt.For example, the following values were determined quantitatively in three experiments.

Versuchattempt Versuchattempt Versuchattempt Nr. 1number 1 Nr. 2No. 2 Nr. 3No. 3 Geschoßgewicht, gBullet weight, g 690690 949949 20002000 Rohrlänge, mmPipe length, mm 116116 116116 116116 Rohrbohrung, mmPipe bore, mm 1616 1616 2424 Pulver (Nato), gPowder (Nato), g 3,373.37 3,373.37 7,57.5 KalorienCalories 31043104 31043104 69076907 mkpmkp 13241324 13241324 29472947 Dicke des eingeführtenThickness of imported Stopfens, mm ,Stopper, mm, 44th 44th 44th Länge des saugend einLength of the sucking one gepaßten Kolbens, mmfitted piston, mm 2525th 2525th 2525th Maximaldruck, kp/cm² Maximum pressure, kp / cm ² AnfangsgeschwindigkeitInitial speed 81408140 88208820 77407740 des Geschosses, m/sof the bullet, m / s 166166 133133 136136 Aufgenommene kineRecorded kine tische Energie, mkptable energy, mkp 970970 850850 19131913 Reichweite, mRange, m Wirkungsgrad, %Efficiency,% 950950 840840 845845 Mittlere Wandstärke desAverage wall thickness of the 63,463.4 64,264.2 64,964.9 Laderaums, mmLoading space, mm 5,55.5 5,55.5 6,56.5

Die Streckgrenze des Stahles für den Laderaum bei den Versuchen 1 und 2, die dem statisch maximal zulässigen Druck entspricht, beträgt 3740 kp/cm². Zum Vergleich sei angegeben, daß bei einem Gewehr FN mit dem Kaliber 7,62, dessen Schießkammer eine Streckgrenze von 3875 kp/cm² aufweist, die Explosion einer Kugelpatrone einen Maximaldruck von etwa 2900 kp/cm² entwickelt.The yield point of the steel for the hold in tests 1 and 2, which corresponds to the maximum static pressure allowed, is 3740 kp / cm ² . For comparison, it should be stated that in the case of an FN rifle with a caliber of 7.62, the firing chamber of which has a yield strength of 3875 kp / cm ² , the explosion of a bullet cartridge develops a maximum pressure of about 2900 kp / cm ^2.

Bei dem erfindungsgemäßen Schießgerät ist die Druckspitze, die im Augenblick der Explosion der Treibladung durch den Anfangswiderstand bestimmt wird, der durch die einheitliche Wirkung der Teile mit axialer Ausweichmöglichkeit (Stopfen, Kolben, Geschoß) erzeugt wird, so hoch und zeitlich derart begrenzt, daß die Schießgenauigkeit keine lange Führung des Geschosses benötigt; dadurch lassen sich Länge und Platzbedarf der Schießgeräte beträchtlich reduzieren.
Der Widerstand des axialen Stopfens des Laderaumes, der die Anfangsdruckspitze bestimmt, kann durch einen Widerstand verstärkt werden, der auf Reibung, magnetischen oder elektrischen Kräften, auf dem Widerstand der Verdrängung einer Flüssigkeit durch einen Kolben, auf der Wirkung der Verbrennungsgase selbst, und zwar mit oder ohne Zuhilfenahme einer äußeren Flüssigkeit, beruht.In the shooting device according to the invention, the pressure peak, which is determined at the moment of the explosion of the propellant charge by the initial resistance that is generated by the uniform effect of the parts with axial evasion (stopper, piston, projectile), is so high and limited in time that the Shooting accuracy does not require long guidance of the projectile; this allows the length and space requirements of the shooting devices to be reduced considerably.
The resistance of the axial plug of the hold, which determines the initial pressure peak, can be increased by a resistance due to friction, magnetic or electrical forces, to the resistance of the displacement of a liquid by a piston, to the action of the combustion gases themselves, namely with or without the aid of an external liquid.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

1 21 2 eines Materials, insbesondere eines Stahls, mit zuPatentansprüche: nehmender Geschwindigkeit des Aufbringens derof a material, in particular a steel, with patent claims: increasing speed of application of the Belastung steigt (s. insbesondere das Buch vonLoad increases (see in particular the book by !..Schießgerät, das einen mit einer pulverför- S. Timoshenko, »Strength of materials«, 2. Auf-! .. Shooting device that has one with a powder-feed S. Timoshenko, "Strength of materials", 2. Auf- mige'n Treibladung gefüllten und von einem 5 lage, von Nostrand, New York, 1941, Teil II, S. 425,Mige'n propellant filled and from a 5 layer, from Nostrand, New York, 1941, part II, p. 425, . axialen Stopfen hermetisch verschlossenen Lade- und den Artikel von D. S. Clark und P. E. Duwez, raum aufweist, wobei eine Verdammung vorge- »The influence of strain rate on some tensile propersehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ties of steel« in »American Society for Testing Madas scheinbare Volumen des vorzugsweise fein- terials (ASTM) Proceedings«, Band 50, 1950, S. 560 granulierten, langsambrennenden Treibladungs- io bis 575, insbesondere Fig. 12).
pulvers, das ist das Volumen einschließlich der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zwischenräume zwischen den Pulverkörnern, den Umwandlungswirkungsgrad von Verbrennungsener-Laderaum völlig ausfüllt und daß die Verdäm- gie in kinetische Energie zu verbessern und damit mung, beispielsweise die zu beschleunigenden _z. B. die Reichweite von Schießgeräten der eingangs Massen, so bemessen ist, daß beim Abschuß eine 15 erwähnten Art bei gleicher Treibladung und Schieß-Druckspitze entsteht, die einerseits in ihrer Höhe genauigkeit zu vergrößern,
die unter statischen Verhältnissen definierte Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-. axial plug hermetically sealed loading and the article by DS Clark and PE Duwez, room, with a dam provided "The influence of strain rate on some tensile propersehen, characterized in that ties of steel" in "American Society for Testing Madas apparent volume of the preferably fine material (ASTM) Proceedings ”, Volume 50, 1950, p. 560 of granulated, slow-burning propellant charge 10 to 575, in particular FIG. 12).
powder, which is the volume including the invention is based on the object completely fills the spaces between the powder grains, the conversion efficiency of combustion Sener cargo space and that the Verdäm- strategy to improve into kinetic energy and thus mung, for example, to be accelerated _z. B. the range of shooting devices of the initially masses, is dimensioned so that when firing a 15-mentioned type with the same propellant charge and shooting pressure peak arises, on the one hand to increase its height accuracy,
The task defined under static conditions is achieved according to the invention by . Streckgrenze des Metalls, aus dem die Wandung löst, daß das scheinbare Volumen des Treibladungs-. Yield strength of the metal from which the wall detaches that the apparent volume of the propellant (42 α) des Laderaumes hergestellt ist, überschrei- pulvers, das ist das Volumen einschließlich der(42 α) of the hold is produced, overwriting powder, that is the volume including the tet und andererseits so kurz andauert, daß eine 20 Zwischenräume zwischen den Pulverkörnern, dentet and on the other hand lasts so briefly that a 20 gaps between the powder grains, the bleibende radiale Verformung des Laderaumes Laderaum völlig ausfüllt und daß die Verdammung,permanent radial deformation of the hold completely fills the hold and that the dam, unterbleibt. beispielsweise die zu beschleunigenden Massen sois omitted. for example the masses to be accelerated like this 2. Schießgerät nach Anspruch 1, dadurch ge- bemessen sind, daß eine Druckspitze entsteht, die kennzeichnet, daß die zeitlich begrenzte Druck- einerseits in ihrer Höhe die unter statischen Verhältspitze in ihrer Höhe mindestens das doppelte 25 nissen definierte Streckgrenze des Metalls, aus dem des Druckes erreicht, welcher der Streckgrenze die Wandung des Laderaumes hergestellt ist, überdes Metalls, aus dem die Wandung (42a) des schreitet und andererseits so kurz andauert, daß eine Laderaumes hergestellt ist, entspricht. bleibende radiale Verformung des Laderaumes unter-2. Shooting device according to claim 1, characterized in that a pressure peak arises which indicates that the time-limited pressure on the one hand in its height the under static ratio peak their height is at least twice the defined yield strength of the metal from which of the pressure reached, which the yield point the wall of the hold is produced, over the Metal from which the wall (42a) of the strides and, on the other hand, lasts so briefly that a Cargo space is made, corresponds. permanent radial deformation of the cargo space 3. Schießgerät nach Anspruch 1, dadurch ge- bleibt.3. Shooting device according to claim 1, thereby remaining. kennzeichnet, daß der vom Verschlußstopfen 30 Dieses Gerät kann in der Praxis bei verschiedenen (49) gebotene die Verdammung bildende An- Arten von Schießgeräten realisiert werden, wie Grafangswiderstand durch einen mechanischen Wi- natwerfer, Raketenwerfer, Granaten, Geschosse mit derstand infolge Reibung oder magnetischer, eigenem Treibsatz, Bolzenschießgeräte usw.
elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Die Zeichnung stellt rein schematisch und nur beiKräfte verstärkt ist. 35 spielhaft eine Ausführungsform des erfindungsge-This device can be implemented in practice with various (49) types of shooting devices that form the dam, such as graphang resistance by a mechanical winat launcher, rocket launcher, grenades, projectiles with the position due to friction or magnetic , own propellant charge, bolt guns, etc.
electrical, hydraulic or pneumatic The drawing is purely schematic and only when forces are increased. 35 an embodiment of the inventive 4. Schießgerät nach Anspruch 1, dadurch ge- mäßen Schießgerätes dar; es zeigt4. Shooting device according to claim 1, characterized by a shooting device; it shows kennzeichnet, daß die beim Abschuß radial nicht F i g. 1 in axialem Teilschnitt eine Granate mitindicates that the radial not F i g when firing. 1 shows a grenade with a partial axial section verformbare Wandung (42 a) des Laderaumes eigenem Treibsatz und deren Abschußvorrichtung, zur Verminderung der Wärmeenergieverluste war- F i g. 2 in einem Diagramm die Abhängigkeit desdeformable wall (42 a) of the hold's own propellant charge and its launching device, to reduce the heat energy losses was- F i g. 2 shows the dependency of the meisoliert ist. 40 Druckes von der Zeit bei einem Schießversuch mitis isolated. 40 pressure from the time when attempting to shoot with