DE2914049A1 - Patrone - Google Patents

Description

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DIoI.-Ing. Gurt Wallach Dipl.-lng. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: Unser Zeichen:

b. April IQJQ 16. 547 - " "

Unionspriorität Datum:

Land:

Aktenzeichen:

7. April 1978 V.St.v.Amerika 894,305

Bezeichnung: Anmelder:

Patrone

Ford Aerospace & Communications Corporation

Erfinder:

1) Clifford Ernest LaFever

2) William Jackson Washburn

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft Patronen sowie Verfahren zum Abfeuern von Geschossen aus Patronen, und insbesondere Vorrichtungen und Verfahren zur Verbesserung der .ballistischen Wirkungsweise von Patronen sowie der Zündfolge einer Patrone, bei der ein Geschoss aus der Patrone ausgestossen wird.

Munition bzw. Patronen, bei denen das Geschoss sich innerhalb der Patrone befindet - im angelsächsischen Sprachgebrauch auch telescoped caseless ammunition bezeichnet umfasseneine Treibladung bzw. einen Treibsatz mit einer axialen Bohrung oder'einem axialen Hohlraum, und das Geschoss bzw. das Projektil befindet sich_ vollständig innerhalb dieses axialen Hohlraums der Treibladung, wobei eine Zündvorrichtung hinter dem Geschoss angeordnet ist. Wenn eine solche teleskopartige Patrone ohne Patronen- bzw. Munitionshülse (telescoped round of caseless ammunition) in den Laderaum eines Gewehres gebracht wird, sitzt das Geschoss, welches in diesem Falle innerhalb der Treibladung angeordnet ist, nicht im Lauf des Gewehres, wie dies bei einem Geschoss einer Patrone herkömmlicher Bauart der Pail ist, wenn diese herkömmliche Patrone in den Gewehrladeraum eingesetzt wird. ,Bei Zünden des Zünders der teleskop-artigen Patrone wird das Geschoss in den Lauf des Gewehres gedrückt und sitzt dann im Gewehrlauf. Während des Zeitraums, der von der Zündung des Zünders bis zu dem Zeitpunkt verstreicht, bei dem das Geschoss im Gewehrlauf sitzt, kann ein Teil der Verbrennungsgase des Zünders und der gezündeten Treibladung durch den Gewehrlauf hindurch neben dem Geschoss vorbei entweichen, so dass dadurch ein Irapuls- bzw. Antriebsverlust entsteht. Obgleich teleskopartige Munition einfacher und besser zu handhaben ist als herkömmliche Munition, weist teleskopartige Munition unterschiedliche und oft auch schwieriger zu beherrschende Konstruktionsund Zündprobleme auf.

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Der Zünder hat dabei eine doppelte Funktion, er muss nämlich zunächst das Geschoss starten bzw. in die Startlage bringen und dann die Haupttreibladung bzw, den Haupttreibsatz zünden. Wenn die Haupttreibladung zu früh zündet, geht viel von der Energie, die durch das Abbrennen der Haupttreibladung erzeugt wird, in Gase über, die durch den Gewehrlauf entweichen, bevor das Geschoss den Gewehrlauf-Eingang verschliesst bzw. abdichtet. Wenn die Zündung der Haupttreibladung zu spät erfolgt, so bewegt sich .das Geschoss weiter zum Gewehrlauf-Ausgang hin und das freie Volumen in der Kammer wird dadurch über ein gewünschtes Mass hinaus vergrössert, wodurch auch wieder der Impuls auf das Geschoss klein bleibt. Daher muss der Zünder in einer genauen, sehr gut reproduzierbaren Weise ausgebildet sein, um bei teleskopartiger Munition eine gute Wirkung zu erzielen.

Es wurden bereits Vorschläge zur Steuerung der Zündung und der Zündfolge bei'einer teleskopartigen Patrone gemacht, bei denen von der Ein- bzw. Verstellung der Brenngeschwindigkeiten oder chemischen Eigenschaften der explosiven oder Treibmaterialien Gebrauch gemacht wurde. Beispielsweise ist es bekannt, ein Gasbrennelement bzw. eine Gasbarriere zu verwenden, das bzw. die die Treibladung in einen vorderen und einen hinteren Abschnitt trennt. Die chemische Zusammensetzung der Gasbarriere ist so gewählt, dass sie kurzzeitig die -Strömung heisser Verbrennungsgase zum vorderen Abschnitt der Treibladung verzögert, so dass die Zündung des vorderen Abschnitts im Hinblick auf den hinteren Abschnitt später erfolgt.

Die chemischen Eigenschaften eines solchen Materials machen jedoch die Herstellung dieser Materialien sehr kompliziert und teuer, weil solche Eigenschaften genau überwacht, kontrolliert und gesteuert werden müssen, um die Wirkung der Patrone in gewünschten Toleranzgrenzen zu halten. Im Hinblick auf die erforderliche Reproduzierbarkeit bzw. Streuung kann die Herstellung solcher Patronen tatsächlich ein äusserst

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kritischer Vorgang sein. Darüberhinaus ist es schwierig, Materialien und Stoffe zu entwickeln, mit denen eine Patrone innerhalb einer gewünschten zeitlichen Tolerenzgrenze bei unterschiedlichen Temperaturbedingungen gezündet werden kann. Bekanntermassen beeinflusst die Umgebungstemperatur die Abbrenngeschwindigkeit und andere chemische Reaktionen. Da Munition unter sehr verschiedenen äusseren Bedingungen zuverlässig funktionieren muss, beispielsweise sowohl in arktischer Kälte als auch bei Temperaturen, die in der v/üste auftreten, war es bisher schwierig, eine geeignete Zuverlässigkeit bei der chemischen Steuerung einer Zündfolge für eine teleskopartige Munition zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Munition bzw. Patronen zu schaffen, bei denen die herkömmlichen Schwierigkeiten nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit der in Anspruch 1 angegebenen Patrone gelöst.

Die in Anspruch Ί0 angegebene Patrone löst ebenfalls die gestellte Aufgabe.

Die gestellte Aufgabe wird auch mit dem in Anspruch 15 angegebenen Verfahren zum Abfeuern eines Geschosses aus einer Patrone gelöst.

Auch das in Anspruch Ί8 angegebene Verfahren löst ebenfalls die gestellte Aufgabe.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der vorliegenden Erfindung werden mechanische und nicht chemische Wirkungen, Merkmale und Massnahmen benutzt, um die Zündfolge einer teleskopartigen Patrone zu steuern. Infolgedessen ergibt sich eine hohe Reproduzierbarkeit des

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Zündvorgangs über einen breiten Temperaturbereich hinweg. Darüberhinaus ist die genaue Reproduzierung der chemischen Zusammensetzung von Treibladungen oder Treibsätzen bei den einzelnen Chargen, Füllungen oder Fertigungsreihen nicht mehr kritisch, so dass die Herstellung vereinfacht und die Herstellungskosten kleiner sind.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist eine Treibladung zum Freisetzen der Zünd- bzw. Feuerkraft in einer Patrone einen axialen Hohlraum auf, in der ein Steuerrohr selektiv Bereiche der Treibladung abdeckt, die zum axialen Hohlraum hin gerichtet sind. Dadurch koc-nt ein bestirnter, ausgewählter Teil der -Ireiclacung über eine Zündöffnung mit dem axialen Hohlraum in Verbindung. Ein Geschoss befindet sich im axialen Hohlraum und kann aus der Patrone abgefeuert werden. Ein Zünder befindet sich im wesentlichen hinter dem Geschoss und setzt eine Zündkraft als Teil einer Zündfolge zum Abfeuern des Geschosses aus der Patrone frei. Ein Dicht- bzw. Verschlusselement bildet eine verschiebbare Barriere bzw. einen verschiebbaren Abschluss zwischen dem Zünder und der Treibladung. Das Verschlusselement ist zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschiebbar. In der ersten Stellung trennt das Verschlusselement den Zünder von der Treibladung, so dass die Zündung der Treibladung durch den Zünder verhindert wird. In der zweiten Stellung liegt eine Verbindung zwischen der Treibladung und dem Zünder über die Zündöffnung vor, so dass der Zünder die Treibladung zünden kann.

Beispielsweise kann das Verschlusselement ein Kolben sein, der beweglich ist. Bei Zünden des Zünders wird der Kolben aus einer Stellung,/in der die durch das Steuerrohr hindurchgehende Zündöffnung'geschlossen ist, in eine Stellung vor der Zündöffnung verschoben, so dass zwischen dem Zünder und der Treibladung eine Verbindung entsteht.

Die Erfindung schafft also eine Patrone und ein Verfahren zum Zünden der Patrone. Das aufeinanderfolgende und repro-

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ORIGINAL INSPECTED

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duzierbare Zünden einer Zündladung und einer Haupttreibladung wird als Folge einer mechanischen Verschiebung eines Trennelementes vorgenommen, das die Zündladung von der Haupttreibladung mechanisch trennt. Bei Zünden der Zündladung wird das Trennelement verschoben, wodurch auch das Geschoss in der Patrone verschoben wird, und wenn die Verbrennungs-• gase der Zündladung zur Haupttreibladung gelangen, wird auch äie Haupttreibladung gezündet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Längsquerschnitt durch eine Patrone gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie 2-2, und

Fig. 3 eine Darstellung des hinteren Teils der in Fig. 1 dargestellten Patrone, nachdem die Zündfolge bereits ausgelöst wurde und sich der Kolben soweit nach vorn verschoben hat, dass zwischen.der Haupttreibladung und der Zündladung eine Verbindung entsteht.

Fig. 1 zeigt eine Patrone 10 mit einer im wesentlichen zylindrischen Haupttreibladung 40, die einen zylindrischen, koaxialen Hohlraum 45 aufweist, in dem ein im wesentlichen langgestrecktes, konisch zulaufendes Geschoss 20 liegt. Hinter dem Geschoss 20 befindet sich ein im wesentlichen zylindrischer Kolben 50, dessen Längsachse in der Längsachse des koaxialen Hohlraums 45 liegt. Eine rückwärtige Ausnehmung 52 ist eine Ausnehmung von der hinteren Seite des Kolbens 50 her und enthält einen Hilfstreibsatz 13, der den Kolben 50 nach vorn in den axialen Hohlraum 45 drückt und auch eine entsprechende Vorwärtsbewegung des Geschosses 20 innerhalb .des axialen Hohlraums 45 bewirkt. Eine Zündladung 12 befindet sich hinter dem Hilfstreibsatz 13 und wird gezündet, um die Zündung des Hilfstreibsatzes 13 zu be-

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wirken. Ein Steuerrohr 30 ist eine im wesentlichen zylindrische, hohle Hülse, die die Zündladung 12, den Hilfstreibsatz 13 und einen hinteren Teil des Geschosses 20 utnschliesst. Das Steuerrohr 30 ist so bemessen, dass es genau in den axialen Hohlraum 4-5 der Haupt treibladung 40 passt, und das Steuerrohr 30 besitzt vier um den Umfang herum verteilte Zündöffnungen 31» die in der Nähe der Aussenfläche des Kolbens 50 liegen und durch diese abgeschlossen werden. Durch Zünden der Zündladung 12 und der Hilfstreibladung 13 wird der Kolben 50 über die Zündöffnungen 31 hinaus nach vorn gedrückt, so dass die Haupttreibladung 40 durch die Zündöffnungen 31 gezündet wird.

Dieses Konzept führt zu einer geringeren Streuung bzw. einer besseren Wiederholbarkeit bei teleskopartiger Munition, in dem die anfängliche Geschossbeschleunigung von der Haupttreibsatzzündung physikalisch getrennt ist. Das Steuerohr 30 dient dem Start und der Führung des Geschosses 20 zum Lauf eines Gewehres hin und enthält und begrenzt die Initialzündung der Zündladung 12 und der Hilfstreibladung 13, so dass der Beginn der Zündfolge bei den festen Volumen stattfindet, wodurch der Antrieb bzw. der Impuls auf das Geschoss 20 vergrössert wird. Nach der anfänglichen Geschossbeschleunigung setzt die Zündung der Haupttreibladung 40 durch die Zündöffnungen 31 hindurch ein, wenn der Kolben 50 sich genügend weit innerhalb des axialen Hohlraums 4-5 nach vorn verschoben hat und die Zündöffnungen 31 niit dem axialen Hohlraum 45 in Verbindung stehen. Auf diese Weise wird die Haupttreibladung 4-0 ausschliesslich in Abhängigkeit von der Vorwärtsbewegung des Kolbens 50 gezündet. Erforderlichenfalls kann die Zündung der Haupttreibladung 4-0 dadurch vorgenommen werden, dass eine Zündladung 31 zwischen der Haupttreibladung 4-0 und dem Kolben 50 an den Zündöffnungen 31 angeordnet wird. Die Zündladung 32 bewirkt eine sichere und definitive Zündung der Haupttreibladung 4-0, wenn sich das Geschoss 20 und der Kolben 50 innerhalb des axialen Hohlraums 4-5 ausreichend weit nach vorn bewegt haben.

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Das Steuerrohr 30 weist vier auf dem Umfang verteilte Schlitze 33 auf, die sich vom vordersten Bereich des Steuerrohrs 30 nach hinten bis zu einer Stelle erstrecken, die vor dem rückwärtigen Ende des Geschosses 20 liegt. Dadurch weist der vordere Teil des Steuerrohrs 30 nach vorn vorstehende Finger 3^ auf, die jeweils auf beiden Seiten durch Schlitze 33 begrenzt sind (vgl. Fig. 1 und 2). Die Schlitze 33 sind in der Wandung des Steuerrohrs 30 angeordnet, um die an der Wand zwischen der Haupttreibladung 40 und der Hilfstreibladung 13 auftretende Druckdifferenz klein zu halten, die sich auf Grund der schnellen Druckausübung der Haupttreibladung ergibt. Eine zu grosse Druckdifferenz würde bewirken, dass das Steuerrohr 30 zerstört und die Zündung behindert wird. Beispielsweise beginnt sich ein typisches Steuerrohr aus Stahl zu verbiegen, wenn die Druckdifferenz etwa 275 bar übersteigt. Ein Aluminiumrohr mit derselben Geometrie wird bei etwa 96 bar zerstört. Jeder der vier Schlitze 32 ist typtischerweise etwa 19»05 mm lang. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Steuerrohr aus einem brechbaren, brennbaren Material herzustellen. Das Material müsste stark genug sein, um das Geschoss während des Hilfstreibvorgangs oder Boost zu halten, und die Haupttreibladung während der Initialzündphase zu halten, um eine reproduzierbare und kleine Zündverzögerung sicherzustellen. Nichtsdestoweniger wird die Zündung der Haupttreibladung durch die Zündöffnungen 31 hindurch vorgenommen, wenn die Zündöffnungen 31 durch die Verschiebung des Kolbens 50 freigelegt werden, und diese Zündung wird nicht durch die Verbrennung des Steuerohrs gesteuert.

Hinter dem Geschoss· 20 ist der Innendurchmesser des Steuerrohrs 30 so gross wie der Durchmesser des Kolbens 50, so dass der Kolben 50 in das Steuerrohr 30 mit dichtem Sitz passt. Dies ist wünschenswert, um zu verhindern, dass Verbrennungsgase nach vorn austreten. Vom Aussenbereich des Steuerrohrs 30 in der Nähe der Zündöffnungen 31 radial nach aussenstehende Flansche 35 legen eine Ausnehmung fest, in

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der sich die Zündladung 32 befindet. Der Innendurchmesser des Steuerohrs 30 wird dann nach dem Kolben 50 noch kleiner und es ergibt sich ein Kanal 36» der die Zündladung 12 mit dem Hilfstriebsatz 13 verbindet, so dass der Hilfstreibsatz 13 gezündet werden kann. Hinter dem Kanal 36 ist der Innendurchmesser des Steuerohrs 30 wieder grosser, so dass eine Kammer zur Aufnahme der Zündladung 12 gebildet wird.

Der Kolben 50 ist im wesentlichen zylindrisch mit einer flachen Vorderfläche 531 die an der flachen hinteren Fläche 22 des Geschosses 20 anliegt. Die rückwärtige Ausnehmung 52 ist nach der rückwärtigen Seite des Kolbens 50 hin offen und erstreckt sich axial innerhalb des Kolbens ,50 nach vorn bis zur vo.rderen Fläche 53· Der Hilfstreibsatz 13 befindet sich in dieser Ausnehmung 52, er kann sich jedoch auch bis hinter den Kolben 50 erstrecken. Der rückwärtige Bereich der hinteren Ausnehmung 52 weist einen etwas grösseren Durchmesser als der vorderste Bereich der Ausnehmung 52 auf, so dass der hinterste Wandbereich des Kolbens 50 etwas dünner ist und einen Rand 51 bilden kann, der radial nach aussen gedrückt wird, wenn der Hilfstreibsatz 13 gezündet wird, Auf diese Weise wird die Aussenwand des Kolbens 50 dichtend gegen die Innenwand des Steuerohrs 30 gedrückt· und dadurch wird verhindert, dass Zündgase nach vorn austreten. Der Kolben kann auf verschiedenste Weise hergestellt bzw. ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Kolben aus brennbarem bzw. verbrennendem Material, aus Plastikmaterial hergestellt werden. Der Kolben kann auch einstückig mit dem Geschoss 20 oder als getrennte Komponente zum Geschoss 20 vorgesehen sein.

Das Geschoss 20 ist im wesentlichen zylindrisch mit einer konisch zulaufenden vorderen Spitze 23 für eine bessere aerodynamische Wirkung. Der rückwärtige Teil des Geschosses 20 weist einen Aussendurchmesser auf, der so gewählt ist, dass das Geschoss 20 im Inneren des Steuerrohrs 30 dicht anliegt. Um weiterhin das Geschoss 20 im Steuerohr 30 zu

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halten bzw. zu befestigen, weist der hintere Teil des Geschosses 20 eine Utnfangsnut 21 auf, in der sich ein aufgeschnittener Haltering 11 befindet, der beim Einsetzen des Geschosses 20 in das Steuerohr 30 zusammengedrückt wird und einen nach aussen wirkenden Druck hervorruft, der verhindert, dass das Geschoss 20 sich im Steuerrohr 30 verschiebt. Gegebenenfalls kann das Steuerrohr 30 eine nach innen offene Umfangsnut aufweisen, die einen Haltering 11 aufnimmt, so dass dadurch eine zusätzliche Kraft bzw. ein zusätzlicher Druck geschaffen wird, der das Geschoss 20 im Steuerrohr erhält. Der Haltering 11 ist vorteilhafterweise aus einem Material hergestellt, das sich bei Auftreten einer vorgegebenen -^raft abschert.

Die Haupttreibladung 40 befindet sich zwischen einem zylindrischen, hohlen, äusseren Mantel 44 auf der äusseren zyiin-.cLrischen Fläche und einen inneren Mantel auf der inneren zylindrischen Fläche um einen vorderen Bereich des axialen Hohlraums 45 herum. Der innere Mantel 42 erstreckt sich von vorderen Teil der Haupttreibladung 40 nach hinten bis über.einen Teil der Länge der Finger 34- hinweg. Das hintere Ende der Haupttreibladung 40 zwischen dem Steuerrohr 30 und dem äusseren Mantel 44 ist mit einem im wesentlichen ringförmigen Abschlussteil 14 abgeschlossen. Das vordere Ende der Haupttreibladung 40 zwischen dem inneren Mantel 42 und dem äusseren Mantel 44 ist durch einen im wesentlichen ringförmigen vorderen Abschluss 41 abgeschlossen. Der hintere Bereich der Haupttreibladung 40 steht mit der Zündladung in Verbindung.

Obgleich der Kolben 50 einstückig mit dem Geschoss 20 ausgebildet sein kann, vereinfacht ein vom Geschoss getrennt ausgebildeter Kolben die Herstellung und Anordnung des Kolbens 50, so dass dadurch der Effekt verringert wird, der durch Ungleichförmigkeit bzw. Variabilität des freien Volumens entsteht. Vas die Abmessung des Kolbens 50 bezüglich eines Querschnitts senkrecht zur Kolbenachse betrifft, ist es vor-

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teilhaft, den Querschnitt ausreichend klein zu halten, so dass bei Zündung eine Verringerung der Kolbengeschwindigkeit und eine Verringerung der Möglichkeit für eine Volümenvariabxlität auftritt, wenn eine gewisse Verzögerung bei der Zündung auftreten sollte.

Punktionsweise

Die Zündfolge der Patrone 10 umfasst das Zünden .der Zündladung 12, beispielsweise mittels eines Zündstiftes oder eines elektrischen Funkens, so dass die Hitze- und Stosswellen über den Kanal 36 zum Hilfstreibsatz 13 gelangen und diesen zünden. Die aufeinanderfolgenden Zündung der Zündladung "12 und des Hilfstreibsatzes 13 führt zu einem Anstieg des Drucks hinter dem Kolben 50. Bei einen vorgegebenen Druck wird der Haltering 11 abgeschert und der Kolben wird in einer Richtung parallel zur Achse des axialen Hohlraums 45 unter Führung durch das Steuerrohr 30 nach vorn gedrückt. Wegen der Vorwärtsbewegung des Kolbens 50 wird auch das Geschoss 20 nach vorn geschoben. Das Volumen bzw. der Raum, in dem sich die Verbrennungsgase der Zündladung und des Hilfstreibsatzes 13 befinden, wird durch die Wirkung des Randes 51 gut kontrolliert, indem dieser Raum abgedichtet wird, so dass heisse Gase nicht zwischen der Aussenwand des Kolbens 50 und der Innenwand des Steuerrohrs 30 nach vorn entweichen können.

Nachdem sich der Kolben 50 soweit nach vorn verschoben hat, dass der Rand 51 vor den Zündöffnungen 31 liegt, liegt die Zündladung 32 frei für die heissen Verbrennungsgase, die durch die Zündöffnungen 31 zur Zündladung 32 gelangen, und die Zündladung 32 wird gezündet. Beispielsweise verschiebt sich der Kolben 50 typischerweise 16,5 ram, bis die Zündladung 32 von der Flaramentemperatur auf Grund der Zündung des. .Hilf streibsatzes 13 erreicht wird. Die Zündfolge der Patrone 10 geht dann weiter, indem der Haupttreibsatz 40 infolge der Zündung der Zündladung 32 gezündet wird. Wenn

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keine Zündladung 32 vorhanden ist, zündet die Haupttreibladung 40, wenn die Zündöffnungen 31 nicht mehr abgeschlossen sind und Verbrennungsgase zu der Haupttreibladung gelangen. Das Geschoss 20 weist eine typische Geschwindigkeit von etwa 53 m/sec auf, wenn die Zündladung 32 die Haupttreibladung 40 auslöst.

Las Geschoss 20 verlässt die Patrone 10, gelangt in den Lauf eines Gewehres und das Geschoss 20 liegt in bekannter Weise mit seiner Aussenfläche eng an der Innenfläche des Laufes an, so dass die heissen Verbrennungsgase, die bei Zündung der Patrone 10 auftreten, das Geschoss 20 weiter aus dem Lauf drücken. Diese Zündfolge ergibt eine sehr wirksame, schnelle und reproduzierbare Zündung der Haupttreibladung 40, wobei diese Zündung durch die genaue Lage des Geschosses währened ier Initial-Hilfstreibphase bzw. Initial-Boostphase kontrolliert bzw. gesteuert wird.

Fig. 3 zeigt den Kolben 50, nachdem die Zündladung 52 und der Hilfstreibsatz 13 gezündet worden sind und der Kolben soweit nach vorn verschoben ist, dass der Rand 51 bzw. der Kragen 51 vor der Zündöffnung 31 liegt, und diese von den heissen Verbrennungsgasen im axialen Hohlraum 45 hinter dem Kolben 50 erreicht wird. Das Geschoss 20 ist ebenfalls um denselben Abstand wie der Kolben 50 nach vorn verschoben, worden. Der Haltering 11 verbleibt in der Nut 21 des Geschosses 20, steht jedoch nicht mehr mit dem Steuerrohr in Verbindung. Der Rand bzw. der Kragen 51 bleibt weiter in Berührung mit der Innenfläche des Steuerrohrs 30, so dass die Verbrennungsgase, die bei Zündung der Zündladung 12 und des Hilfstreibsatzes 13 entstehen, nicht in den freien Raum des axialen Hohlraums 45 hinter dem Geschoss 20 entweichen können. Wenn dies nämlich der Fall wäre, würde die Druck- bzw. Beschleunigungskraft, die bei Zündung der Zündladung 12 und des Hilfstreibsatzes 13 entsteht, verringert werden.

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Genäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Geschoss 20 beispielsweise 194,5 g wiegen und einen Durchmesser von 25 mm aufweisen. Bei einer Ausführungsform mit einem getrennten Kolben 50 kann der Hilfstreibsatz 13 beispielsweise 1,23- g Schwarzpulver sein, die Zündöffnungen 31 können 19,05 mm (0,75 inch) vom hinteren Ende der Patrone 10 entfernt sein, der Kolben 50 kann einen Durchmesser von etwa 9,5 mm (0,375 inch) bis 12,7 mm (0,50 inch) und eine Länge von etwa 16,51 mm (0,65 inch) aufweisen, die Zündladung 32 kann etwa 1,17 g Schwarzpulver sein, und die Haupttreibladung 40 kann 50 g CIL 5554· und 60 g IMR 4350 sein. Wenn kein getrennter Kolben 50 verwendet wird, ist eine typische Ladung für den Hilfstreibsatz 13 Schwarzpulver von 1,23 g, wobei die Zündöffnungen 31 12,7 mm (0,5 inch) vom rückwärtigen Ende der Patrone 10 entfernt sind, und die Haupttreibladung 40 kann beispielsweise etwa 115 g CIL 1391A sein. Ein typisches Material für den inneren Mantel 42 ist ein leinwandverstärktes Phenolrohr (canvas backed phenolic tube) mit einer Wandstärke von etwa 1,27 mm (0,05 inch). Der äussere Mantel 44 kann einen Aussendurchmesser von etwa 44,58 mm (1,755 inch) und eine Länge von 152,4 mm (6,0 inch) aufweisen. Für den äusseren Mantel 44 wird üblicherweise Edelstahl verwendet, und er kann eine Wandstärke von etwa 0,51 mm (0,02 inch) aufweisen. Das Steuerrohr 30, der Abschlussteil 14 und der Vorderabschluss 41 können aus 17-4-Edelstahl, vergütet R "C" 42 (17-4- stainless steel heat treated E "C" 42) sein.

Verschiedene Ausführungsformen und Abwandlungen kann der Fachmann vornehmen, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird. Beispielsweise kann die teilweise Überlappung des Steuerrohrs mit dem Geschoss anders als im beschriebenen Falle gewählt sein-. Auch können die jeweiligen Abmessungen und die Form des Kolbens anders als bei der beschriebenen Ausführungsform gewählt werden.

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Claims (21)

1. Z9U049

   Patentansprüche

   Patrone, gekennzeichnet durch

   - eine Treibladung (40) mit einem axialen Hohlraum die der Patrone (10) Feuerkraft verleiht,

   - ein Geschoss (20), das sich im Hohlraum (45) befindet und aus der Patrone (10) abgefeuert werden kann,

   - ein Steuerrohr (30)ι das selektiv Teile der dem axialen Hohlraum (45) zugewandten Treibladung (40) abdeckt, dabei ausgewählte Teile der Treibladung (40) in Verbindung mit dem axialen Hohlraum (45) bringt und im wesentlichen zwischen der Treibladung (40) und dem Geschoss (20) angeordnet ist,

   - eine Zündeinrichtung (12, 13), die im wesentlichen hinter dem Geschoss (20) angeordnet ist und eine Zündkraft als Teil einer Zündfolge für die Patrone (10) erzeugt,

   - wobei das Steuerrohr (30) eine erste Zündöffnung (31) aufweist, um einen Durchgang vom axialen Hohlraum (45) zur Treibladung (40) zu schaffen, so dass die im axialen Hohlraum (45) in der Nähe der ersten Zündöffnung (31) auftretenden Temperatur- und Druckzustände auf die Treibladung (40) einwirken können und diese dadurch zünden, und

   - ein Verschlusselement (50), das den axialen Hohlraum (45) in einen vorderen und einen hinteren Bereich unter teilt und zwischen einer ersten und einer zweiten Stel lung verschiebbar ist, wobei in der ersten Stellung die Zündeinrichtung (12j 13) von der ersten Zündöffnung (31) getrennt ist, so dass zwischen de x" Zündeinrichtung . (12, 13) und der Treibladung (40) eine Barriere gebildet wird, und wobei in der zweiten Stellung eine Verbindung zwischen der Treibladung (40) und der Zündeinrichtung (12, 13) über die Zündöffnung (31) geschaffen wird.

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2. 2. Patrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (50) ein Kolben ist, der sich hinter dem Geschoss (20) befindet, so dass bei einer Vorwärtsbewegung des Kolbens (50) in dem axialen Hohlraum (4-5) sich auch das Geschoss (20) im axialen Hohlraum (45) nach vorn verschiebt.
3. 3· Patrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (50) und das Geschoss (20) einstückig ausgebildet sind.
4. 4. Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (50) eine im wesentlichen zylindrische äussere Form, eine nach hinten offene Ausnehmung (52) zur Aufnahme einer Ladung (13) und einen Kragen (51)» der sich um den Kolben (50) herum erstreckt und verhindert, dass" Verbrennungsgase zwischen den Kolben (50) und dem Steuerrohr (30) hindurchströmen.
5. 5· Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung . (12, 13) eine hinter dem Kolben (50) angeordnete Zündladung (12) und einen in der nach hinten offenen Ausnehmung (52) angeordneten Hilfstreibsatz (13) umfasst, und dass die Zündladung (12) und der Hilfstreibsatz (13) so nahe beieinander angeordnet sind, dass bei Zündung der Zündladung (12) der Hilfstreibsatz (13) gezündet und der Kolben (50) und damit auch das Geschoss (20) im axialen Hohlraum (45) nach vorn verschoben wird.
6. 6. Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlu.sselement (50) und das Geschoss (20) einstückig ausgebildet sind und dass die erste Zündöffnung (31) sich vor dem hinteren Ende des Geschosses (20) befindet und eine Vorwärtsbewegung des Geschosses (20) erforderlich ist, damit die Treibladung (40) über die erste Zündöffnung (31) mit den Zündein-

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   richtungen (12, 13) in Verbindung kommt, so dass eine «equentielle.Zündung der Treibladung (40) und der Zündeinrichtung (12, 13) in Abhängigkeit von der physikalischen Lage des Geschosses (20) im axialen Hohlraum (45) ermöglicht wird.
7. 7· Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Zündöffnung (31) vor dem hinteren Ende des Kolbens (50) befindet und die Vorwärtsbewegung des Kolbens (50) erforderlich ist, um die Treibladung (40) über die erste Zündöffnung (31) mit der Zündeinrichtung (12, 13) in Verbindung zu bringen, so dass eine sequentielle Zündung der Treibladung (40) und der Zündeinrichtung (12, 13) in Abhängigkeit von der physikalischen Lage des Kolbens (50) innerhalb des axialen Hohlraums (45) ermöglicht-wird.
8. 8. Patrone nach einem der Ansprüche .1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Zündsatz (32), der an der ersten Zündöffnung (31) in der Nähe der Treibladung (40) angeordnet ist und zur Zündung der Treibladung (40) dient-
9. 9· Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrohr (30) in axialer Richtung ausreichend lang ist, so dass es in einer Richtung quer zur Längsachse des axialen Hohlraums (45) die Zündeinrichtungen (12, 13), den Kolben (50) und wenigstens einen Teil des Geschosses (20) umfangsmässig umgeben kann.
10. 10. Patrone gekennzeichnet durch

    - eine Treibladung (40) mit einem axialen Hohlraum (45), die der Patrone (10) Eeuerkraft verleiht,

    - ein Geschoss (20), das sich im Hohlraum (45) befindet, aus der Patrone (10) abgefeuert werden kann und in Richtung entlang der Achse des axialen Hohlraums (45) langgestreckt ist,

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    - eine Zündeinrichtung (12, 13), die sich hinter dem Geschoss (20) befindet und.als Teil der Zündfolge zum Abfeuern des Geschosses (20) aus der Patrone (10) eine Zündkraft bereitstellt,

    - einen Kolben (50), der hinter dem Geschoss (20) angeordnet ist, so dass bei Vorwärtsbewegung des Kolbens

    (50) innerhalb des axialen Hohlraums (45) auch das Geschoss (20) innerhalb des axialen Hohlraums (45) verschoben wird, und der einen umfangsmassigen, radialen abstehenden Kragen (51) aufweist, der eine Dichtung bildet, die den Teil des axialen Hohlraums (45) vor dem Kragen (51) von dem Teil des axialen Hohlraums (45) hinter dem Kragen (51) isoliert, und wobei der Kragen

    (51) als Dichtung wirkt, so dass ein bei Zündung der Zündeinrichtung (12, 13) verursachter Druck auf den Kolben (50) übertragen wird, der dann eine Eewegung in Vorwartsrichtung ausführt, und wobei der Kolben (50) weiterhin eine nach hinten offene Ausnehmung (52) aufweist, so dass der Kragen (51) im· wesentlichen den Rand der Ausnehmung (52) umgibt,

    - wobei die Zündeinrichtung (12, 13) eine hinter dem Kolben (50) angeordnete Zündladung (12) und einen in der Ausnehmung (52) angeordneten Hilfstreibsatz (13) umfasst, und die Zündladung (12) und der Hilfstreibsatz (13) so nahe beieinander angeordnet sind, dass bei Zündung der Zündladung (12) auch der Hilfstreibsatz (13) gezündet wird und dadurch der Kolben (50) und das Geschoss (20) nach vorn verschoben wird, und

    - ein Steuerrohr (30), das sich im axialen Hohlraum (45) befindet und die Zündeinrichtung (12, 13) sowie den Kolben (50) seitlich umgibt, so dass ein bei Zünden der Zündeinrichtung (12, 13) auftretender Druck in Richtung der Achse des axialen Hohlraums (45) gerichtet ist, wobei das Steuerohr (30) eine erste Zündöffnung (31) aufweist, die sich radial durch die Wand des Steuerrohrs (30) erstreckt und eine Verbindung zwischen dem •axialen Hohlraum (45) und der Treibladung (40) bildet,

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    und vor dem Kragen (51) angeordnet ist, so dass die erste Zündöffnung (31) zunächst von der Zündeinrichtung (12, 13) durch den Kolben (50) getrennt ist und nach Zünden der Zündeinrichtung (12, 13) und der Verschiebung des Kragens (51) vor die erste Zündöffnung.(31) mit der · Zündeinrichtung (12, 13) in Verbindung steht, so dass die Treibladung (40) entlang des axialen Hohlraums (45) gezündet wird.
11. 11. Patrone nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrohr (30) eine zweite Zündöffnung aufweist, die auf dem Aussenumfang zur ersten Zündöffnung versetzt angeordnet ist, und dass das Steuerrchr (30) sich über wenigstens einen Teil des Geschosses "(20) erstreckt und Kopplungseinrichtungen (11) aufweist, die das Geschoss (20) lösbar am Steuerrohr (30) halten.
12. 12. Patrone nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtungen (11) eine nach innen gerichtete Umfangsnut im Steuerrohr (30), eine nach aussen gerichtete Umfangsnut um das Geschoss (20) herum, und einen Haltering (11) umfasst, wobei die Nuten dann, wenn das Steuerohr (30) und das Geschoss (20) sich in der Patrone (10) befinden, lagemässig zueinander ausgerichtet -sind, und der Haltering (11) in den nach innen und aussen" weisende Nuten liegt und bei Auftreten eines vorgegebenen, auf das Geschoss (20) wirkenden Druckes abgeschert wird, so dass das Geschoss (20) und der Kolben (50) voneinander freikommen.
13. 13. Patrone nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrohr (30) Schlitze (33) vor der ersten Zündöffnung (31) aufweist, um eine Verbindung zwischen der Treibladung (40) und dem axialen Hohlraum (45) zu schaffen, und um die Druckdifferenz an dem Steuerrohr (30) zu verringern, wenn die Treib ladung (40) gezündet wird.

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14. 14. Patrone nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerrohr (30) und der Kolben (50) aus einem sich durch Verbrennung zerstörenden Material hergestellt sind, das eine ausreichende Anfangsbeständigkeit gegen das Verbrennen aufweist, so dass die Zündeinrichtung (12, 13) während eines Zeitraumes nach Zündung der Zündeinrichtung (12, 13) von der Treib-'ladung (40) isoliert bleibt, und der Kolben (50) eine direkte Verschiebung des Geschosses (20) ausführen kann.
15. 15- Verfahren zum Abfeuern eines Geschosses aus einer Patrone mit einer Treibladung, die wenigstens teilweise einen axialen Hohlraum aufweist, einem Steuerrohr, das eine durch die Wand desselben hindurchgehende Zündöffnung aufweist, wobei das Geschoss im axialen Hohlraum liegt, einer Zündladung, die im Steuerrohr hinter dem Geschoss angeordnet ist, und einem Kolben, der zwischen der Zündladung und dem Geschoss angeordnet ist, wobei die Zündöffnung vor dem hinteren Ende des Kolbens liegt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

    - Zünden der Zündladung, so dass ein den Kolben verschiebender Druck erzeugt wird,

    - Verschieben des Kolbens in Vorwärtsrichtung,

    - Verschieben des Geschosses durch den Kolben, wobei der Kolben am Geschoss anliegt,

    - Freigeben der Zündöffnung nach einer ausreichenden VorJfärtsverSchiebung des Kolbens und

    - Zünden der Treibladung,nachdem de'r Kolben ausreichend verschoben worden ist, um die Treibladung mit dem axialen Hohlraum, in dem sich Verbrennungsgase auf Grund der Zündung der Zündladung befinden,zu verbinden, so dass auf das Geschoss 'eine zusätzliche Kraft in Vorwärtsrichtung ausgeübt wird.
16. 16. Verfahren zum Abfeuern eines Geschosses nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Hohlraum im Steuerrohr durch Aufweitung eines den Kolben umgebenden Kragens abgedichtet wird, so dass der axiale Hohlraum

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    bezüglich des Kragens in einen vorderen und einen hinteren Bereich aufgeteilt wird.
17. 17· Verfahren zum Abfeuern eines Geschosses, nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zündsatz gezündet wird, der sich in der Nähe der Zündöffnung befindet und mit dem axialen Hohlraum über die Zündöffnung in Verbindung steht, nachdem der Kolben ausreichend weit nach vorn verschoben worden ist.
18. 18. Verfahren zum Abfeuern eines Geschosses aus einer Patrone, bei der eine Treibladung einen das Geschoss enthaltenen axialen Hohlraum, eine Zündladung, die hinter dem Geschoss angeordnet ist, sowie ein Steuerohr aufweist, das die Zündiadung umgibt, so dass diese von der Treibladung getrennt ist, wobei das Steuerohr einen vorderen Bereich, der sich in axialer Richtung über die Zündladung erstreckt, sowie eine Zündöffnung im vorderen Bereich aufweist, und ein bewegliches Verschlusselement vorgesehen ist, das die Zündöffnung gegenüber der Zündladung abschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass

    - die Zündladung gezündet wird,

    - das Verschlusselement und das Geschoss nach vorn verschoben wird,

    - die Treibladung über die Zündöffnung mit dem axialen Hohlraum in Verbindung gebracht wird, und

    - die Treibladung gezündet wird, so dass eine zusätzliche Antriebskraft für das Geschoss erzeugt wird, wodurch die Zündung der Patrone in einer stufenweisen Folge vorgenommen wird, die durch die physikalische Stellung des Verschlusselements gesteuert wird.
19. 19· Verfahren zum Abfeuern eines Geschosses aus einer Patrone, nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verschiebung des Verschlusselements nach vorn das Verschlusselement radial nach aussen ausgespreizt wird, so dass ein gasdichter Verschluss in Querrichtung des axialen Hohlraums vorliegt.

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20. 20. Verfahren zum Abfeuern eines Geschosses aus einer Patrone nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündvorgang zum Zünden der Treibladung das Zünden eines Zündsatzes umfasst, der sich in der Nähe der Treib.-ladung und über die Zündöffnung in Verbindung mit dem axialen Hohlraum befindet, so dass die Zündung des Treibsatzes die Zündung der Treibladung verursacht.
21. 21. Verfahren zum Abfeuern eines Geschosses aus einer Patrone nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschoss mittels eines Halterings am Steuerrohr befestigt ist, und dass beim Zünden der Zündladung ein vorgegebener Druck hinter dem Verschlusselement entsteht und der Haltering abgeschert wird, so dass das Geschoss von Steuerrohr freikommt.

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