Mehrkammer-Treibladungsanzünder

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Treibladungsanzünder, der mindesten zwei in Reihe geschaltete, durch Drossel­scheiben (8) voneinander getrennte Brennkammern (7, 13) aufweist, in denen jeweils eine Anzündmischung (6, 12) untergebracht ist, die sich hinsichtlich ihrer Verbrennungseigenschaften voneinander unterscheiden und somit ein unterschiedliches Verbrennungsverhalten besitzen. Die Brennkammervolumina sind auf diese Anzündmischungen abgestimmt, so daß letztere jeweils bei dem für sie optimalen Druckniveau abbrennen können.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft Treibladungsanzünder mit einem Primäranzündelement und mit einer, in einer Brennkammer angeordneten als Formkörper vorliegenden Anzündmischung.

[0002] Treibladungsanzünder dienen zum Anzünden von Treibladungen, insbesondere von Treibladungspulverbetten. Diese Treib­ladungsanzünder finden beispielsweise Anwendung bei Raketen, Treibkartuschen oder Ausstoßladungen oder für pyrotechnische Artikel. Insbesondere werden sie jedoch zum Anzünden der Treibladung von Munition für Rohrwaffen ver­wendet und daher als Treibladungsanzünder bezeichnet.

[0003] Bei derartigen Treibladungsanzündern ist das mechanisch oder elektrisch auslösbare Anzündelement räumlich von einer Verstärkungsladung getrennt, welche als zweites Stoffge­misch den eigentlichen Anzündvorgang, d.h. die Anzündung des Treibladungspulvers, bewirkt.

[0004] Als Verstärkungsladungen dienen Anzündmischungen unter­schiedlicher Form und Zusammensetzungen. Diese Anzünd­mischungen können auch als Formkörper (Ringtabletten, Scheiben, Zylinder usw.) vorliegen.

[0005] Ein Treibladungsanzünder soll bei möglichst geringer mechanischer Belastung ein Treibladungspulverbett im ge­samten Anwendungstemperaturband möglichst schnell und gleichmäßig anzünden.

[0006] Die Nachteile der bekannten Treibladungsanzünder liegen in Ungleichmäßigkeiten der Strömungsgeschwindigkeit der ausströmenden Anzündgase und der unterschiedlichen Aus­strömdauer der Anzündgase.

[0007] So ist bekannt, daß bei zu hohen Einströmgeschwindigkeiten der Anzündgase in ein Treibladungspulverbett Löschungsvor­gänge an der Treibladungspulveroberfläche auftreten können. Dies führt zu einer mehr oder weniger stark streuenden Anzündung des Treibladungspulverbettes.

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Treibladungs­anzünder bereitzustellen, der eine verbesserte Anzündung des Treibladungspulverbettes gewährleistet.

[0009] Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Treibladungsanzünder mit einem Primiäranzündelement und mit einer, in einer Brenn­kammer angeordneten als Formkörper vorliegenden Anzünd­mischung, der dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens zwei Brenkammern vorgesehen sind, die in Reihe geschaltet und jeweils durch eine Drosselscheibe voneinander getrennt sind und über diese in direkter Wirkverbindung stehen,und daß in jeder Brennkammer eine Anzündmischung vorhanden ist, die sich von der (den) anderen Anzündmischung(en) hinsichtlich ihrer Verbrennungs­eigenschaften unterscheidet.

[0010] Der erfindungsgemäße Treibladungsanzünder besitzt zweck­mäßigerweise ein zylindrisches Gehäuse, dessen eines Ende durch ein Bodenstück verschlossen ist, in dem das Primär­anzündelement untergebracht ist.

[0011] An das Bodenstück schließt sich eine erste Brennkammer an, in der sich eine Anzündmischung befindet Diese erste Brennkammer steht über eine Drosselscheibe mit einer sich daran anschließenden zweiten Brennkammer in Verbindung, die ebenfalls eine Anzündmischung enthält.

[0012] Die Anzündmischungen sind vorteilhafterweise im mittleren Bereich der Brennkammern angeordnet.

[0013] Die Form und die Zusammensetzung der Anzündmischungen wählt man zweckmäßigerweise derart, daß sich ihre Ver­brennungseigenschaften stark voneinander unterscheiden. Die Brennkammern legt man zweckmäßigerweise derart aus, daß sie möglichst optimal an die darin befindlichen Anzündmischungen angepaßt sind.

[0014] Durch dieses Mehrkammersystem wird gewährleistet, daß die unterschiedlichen Anzündmischungen, die bekannterweise unterschiedliche Verbrennungsdruckniveaus benötigen, je­weils bei den für sie optimalen Druckniveaus abbrennen können.

[0015] Durch die Anwesenheit von mindestens zwei Brennkammern und darin angebrachten unterschiedlichen Anzündmischungen können die für ein gegebenes Treibladungspulverbett optimalen Anzündungsbedingungen geschaffen werden. So ist es möglich, für eine optimale Vermischung der Anzündgase, bestehend aus Gas, Kondensaten und heißen Partikeln, Sorge zu tragen. Zudem können die Strömungsgeschwindigkeit der Anzündgase sowie die Abströmzeit eingestellt werden.

[0016] Um dies zu erreichen, ist die Drosselscheibe bei einer be­vorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit Abström­bohrungen ausgestattet. Diese Abströmbohrungen haben vorzugs­weise einen unterschiedlichen Durchmesser. Dadurch und durch die Anordnung dieser Abströmbohrungen kann die Abströmge­schwindigkeit der Anzündschwaden zeitlich gesteuert werden.

[0017] Nach einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform liegen die Anzündmischungen als Preßkörper vor. Dadurch ist es möglich, ihnen eine bestimmte Form zu verleihen, die ebenfalls eine zeitliche Steuerung der Abströmgeschwindigkeiten der Anzünd­schwaden ermöglicht.

[0018] Das jeweilige Brennkammervolumen ist vorzugsweise auf die Verbrennungseigenschaften der Anzündmischungen abgestimmt. Diese Abstimmung wird vorzugsweise mit in der Brennkammer angebrachten Ausgleichsteilen erzielt. Dabei handelt es sich um inerte Einsätze für die Brennkammern, mit denen sowohl der Abstand der Anzündmischungen von Drosselscheibe(n) bzw. Boden oder Abschlußteil als auch das Brennkammervolumen ver­ändert werden können.

[0019] Die Ausgleichsteile sind vorzugsweise ringförmige Abstands­halter (Distanzhalter). Der Außendurchmesser dieser Abstandshalter ist vorzugsweise derart, daß sie an der Innenwandung des Gehäuses anliegen.

[0020] Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die als Preß­körper vorliegenden Anzündmischung durch jeweils einen ober­halb und unterhalb dieser Anzündmischungen angeordnetes Abstandshalter (Distanzhalter) im mittleren Bereich der Brennkammer gehalten.

[0021] Die letzte Brennkammer, d.h. die vom Anzündelement abge­wandte Brennkammer ist vorzugsweise mit einem Abschlußteil versehen, das mit mindestens einer Abströmbohrung ausge­stattet ist. Auch die Form bzw. der Durchmesser dieser Abströmbohrung bzw. der Hauptabströmdüse werden derart ge­wählt, daß die Anzündgase in der gewünschten Weise aus­treten

[0022] Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Treibladungsan­zünders werden das Bodenstück, die Ausgleichsteile, die Drosselscheibe und das Abschlußteil zweckmäßigerweise ein­stückig im Kaltfließpreßverfahren hergestellt. Dies gilt insbesondere für die Massenfertigung.

[0023] Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 4, welche bevor­zugte Ausfihrungsformen darstellen, näher erläutert: Von den Figuren zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs­gemäßen Treibladungsanzünder mit zwei Brennkammern;

Figur 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungs­gemäßen Treibladungsanzünder mit mehr als zwei Brennkammern;

Figur 3 eine Aufsicht auf das Abschlußteil 14 der Fig. 1, und

Figur 4 eine Draufsicht auf die in der Fig. 1 gezeigten Drosselscheibe 8.

[0024] Der in der Fig. 1 gezeigte Treibladungsanzünder mit zwei Brennkammern besitzt ein zylindrisches Gehäuse 3, das am unteren Ende durch ein scheibenförmiges Bodenstück 1 ver­schlossen ist. In diesem Bodenstück 1 ist ein Primäranzünd­element 2 angebracht, das entweder elektrisch oder mechanisch ausgelöst werden kann.
Die erste Brennkammer 7 wird gebildet aus dem zylindrischen Gehäuse 3, dem Bodenstück 1 und der Drosselscheibe 8. Die Drosselscheibe 8 (man vergleiche Fig. 4) besitzt Abström­bohrungen 9. Die Größe der Brennkammer wird eingestellt durch die Länge und das Volumen der Ausgleichsteile 4, 5 und die Dicke der als Preßkörper vorliegenden Anzündmischung 6.

[0025] Die sich daran anschließende zweite Brennkammer 13 wird ge­bildet durch das zylindrische Gehäuse 3, die Drosselscheibe 8 und das Abschlußteil, 14, das eine Abströmbohrung 15 auf­weist. Die Größe der zweiten Brennkammer 13 wird bestimmt durch die Länge und das Volumen der Ausgleichsteile 10, 11 und die Dicke der als Preßkörper vorliegenden Anzündmischung 12.

[0026] Bei den Ausgleichsteilen 4, 5, 10 und 11 handelt es sich bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform um ringförmige Abstandshalter (Distanzhalter), die mit ihrer Außen­wand an der Innenwand des Gehäuses 3 anliegen. Die als Preßkörper vorliegenden Anzündmischungen 6, 12 sind zweck­mäßigerweise scheibenförmig und liegen mit ihrem Außen­durchmesser ebenfalls an der Innenwand des Gehäuses 3 an. Diese Preßkörper liegen somit auf den Abstandshaltern auf urd werden durch diese im mittleren Bereich der Brenn­kammern 7, 13 gehalten.

[0027] Die Wirkungsweise dieses in Fig. 1 gezeigten Treibladungs­anzünders ist die folgende:

[0028] Nach entweder mechanischer oder elektrischer Initiierung des Primäranzündelementes 2 werden die entstehenden Umsetzungs­produkte in die Brennkammer 7 eingeblasen und entzünden die als Preßkörper vorliegende Anzündmischung 6.

[0029] Besteht diese Anzündmischung aus einem Nitrocellulosepulver, dann werden vorwiegend heiße Gase gebildet. Der dabei ent­stehende Gasdruck in der Brennkammer 7 wird durch die Größe der Brennkammer 7 und die Wahl der Abströmbohrungen 9 der Drosselscheibe 8 reguliert. Dabei wirkt die in Fig. 4 darge­stellte Drosselscheibe 8 durch unterschiedlich große Abström­bohrungen 9 als druckabhängiges Ventil. Die großen Abström­bohrungen drosseln die Verbrennungsprodukte der Anzünd­mischung 6 wenig, während die kleinen Abströmbohrungen 9 um so mehr verblocken, je höher der Druck in der Brennkammer 7 ansteigt. Durch Optimierung der Durchmesser der Abström­bohrurgen 9 (z.B. mehrere verschiedene Bohrungsdurchmesser) kann somit ein in weiten Grenzen variierbarer Verbrennungs­druck in der Brennkammer 7 sowie ein geregelter Massendurch­satz der Gase durch die Drosselscheibe erzielt werden.

[0030] Über die Abströmbohrungen 9 der in Fig. 4 gezeigten Drossel­scheiben werden die Verbrennungsprodukte der Anzündmischung 6 in die zweite Brennkammer 13 eingeleitet. Diese Ver­brennungsprodukte entzünden die dort befindliche, als Preßkörper vorliegende Anzündmischung 12. Dieser Preßkörper kann beispielsweise eine Ringtablette aus Schwarzpulver sein. In diesem Fall sind die Verbrennungsprodukte der Anzündmischung vorwiegend heiße Partikel und Kondensate.

[0031] Das optimale Druckniveau wird durch die Länge der Aus­gleichsteile 10, 11 und die Dicke des Anzündmischung-Preß­körpers 12 eingestellt. Die in der zweiten Brennkammer 13 gemischten heißen Gasprodukte der Anzündmischung 6 treten zusammen mit dem heißen Partikel-Kondensat-Gasgemisch der zweiten Anzündmischung 12 als gemeinsamer Anzündschwaden durch Ausströmbohrung 15 des in Fig. 3 gezeigten Anschluß­teiles 14 aus und sorgen für die Anzündung eines nachge­schalteten Treibladungspulverbettes, das sich beispiels­weise in einer Patrone befindet.

[0032] Der in der Fig. 2 gezeigte erfindungsgemäße Treibladungs­anzünder mit mehreren Brennkammern besitzt ebenfalls ein zylindrisches Gehäuse 3 mit einem Bodenstück 1, in dem das elektrisch oder mechanisch auslösbare Primäranzündelement 2 angebracht ist. Die erste Brennkammer 19 wird gebildet durch das Gehäuse 3, das Bodenstück 1 und die mit einer Abströmbohrung 21 ausgestatteten Drosselscheibe 20. Die Größe der Brennkammer wird bestimmt durch die Länge und das Volumen der Ausgleichsteile 16, 17 und die Dicke des An­zündmischungs-Preßkörpers 18.

[0033] Die weitere(n) Brennkammer(n) 24 ist (sind) in der Fig. 2 vereinfacht dargestellt und besitzt (besitzen) Ausgleichs­teile 22, 23 und eine Drosselscheibe 25 mit schräg ange­ordneten Abströmbohrungen 26.

[0034] Die letzte Brennkammer 30 des Mehrkammersystems wird ge­bildet durch die Drosselscheibe 25, das Gehäuse 3 und das Abschlußteil 31 mit den Abströmtohrungen 32. Die Größe dieser Brennkammer 30 wird bestimmt durch die Ausgleichs­teile 27, 28 und den Anzündmischungs-Preßkörper 29.

[0035] Die Ausgleichsteile 16, 17, 22, 23, 27, 28 und die als Preßkörper vorliegenden Anzündmischungen 18, 29 der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Treibladungsanzünders sind ebenso ausgestaltet wie die ent­sprechenden Teile der in der Fig. 1 dargestellten Aus­führungsform, d.h. es handelt sich um ringförmige Ab­standshalter bzw. um Preßkörperscheiben. Der Durchmesser der Drosselscheiben 20, 25 ist ebenso wie bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform derart, daß sie mit ihrer radialen Seitenfläche an der Innenwand des zylindrischen Ge­häuses 3 anliegen.

[0036] Der in der Fig. 2 dargestellten Treibladungsanzünder unter­scheidet sich von demjenigen der Fig. 1 dadurch, daß zwischen der Brennkammer 19, die dem Anzündeement 2 be­nachbart ist, und der letzten Brennkammer 30, die durch das Abschlußteil 31 verschlossen ist, noch eine (oder mehrere) weitere Brennkammer(n) dazwischengeschaltet ist (sind). Man kann dadurch verschieden geformte und zusammengesetzte Anzündmischungen bzw. Zündmischungs-Preßkörper zum Ein­satz bringen, so daß die austretenden Anzündgase die für die Anzundung des Treibladungspulverbettes optimale Temperatur, Geschwindigkeit usw. besitzen.

Bezugszeichenliste

[0037] 1 Bodenstück
2 Anzündelement
3 Gehäuse
4 Aususgleichsteil
5 Ausgleichsteil
6 Anzündmischung
7 1. Brennkammer
8 Drosselscheibe
9 Abströmbohrung
10 Ausgleichsteil
11 Ausgleichsteil
12 Anzündmischung
13 2. Brennkammer
14 Abschlußteil
15 Ausströmbohrung
16 Ausgleichsteil
17 Ausgleichsteil
18 Anzündmischung
19 1. Brennkammer
20 Drosselscheibe
21 Abströmbohrung
22 Ausgleichsteil
23 Ausgleichsteil
24 Brennkammer
25 Drosselscheibe
26 Abströmbohrung
27 Ausgleichsteil
29 Anzündmischung
29 Anzündmischung
30 Brennkammer
31 Abschlußteil
32 Ausströmbohrung

Ansprüche

1. Treibladungsanzünder mit einem Primäranzündelement und einer, in einer Brennkammer angeordneten, als Form­körper vorliegenden Anzündmischung,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Brennkammern (7, 13, 19, 24, 30) vorgesehen sind, die in Reihe geschaltet und jeweils durch eine Drosselscheibe (8, 20, 25) voneinander ge­trennt sind und über diese in direkter Wirkverbindung stehen und
daß in jeder Brennkammer (7, 13, 19, 24, 30) eine An­zündmischung (6, 12, 18, 29) vorhanden ist, die sich von der (den) anderen Anzündmischung(en) (6, 12, 18, 29) hinsichtlich ihrer Verbrennungseigenschaften unterscheidet.

2. Treibladungsanzünder nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Drosselscheibe (8, 20, 25) mindestens eine Abströmbohrung (9, 15, 21) aufweist.

3. Treibladungsanzünder nach Anspruch 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Drosselscheibe (8, 20, 25) mehrere Abströmbohrungen (9, 15, 21) unterschied­lichen Durchmessers aufweist.

4. Treibladungsanzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Volumen der Brennkammern (7, 13, 19, 24, 30) auf die Verbrennungseigenschaften der darin angebrachten Anzündmischungen (6, 12, 18, 29) abgestimmt ist.

5. Treibladungsanzünder nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß zur Abstimmung der Volumina der Brennkammern (7, 13, 19, 24, 30) Ausgleichsteile (4, 5, 10, 11, 16, 17, 22, 23, 28) in den Brennkammern (7, 13, 19, 24, 30) angeordnet sind.

6. Treibladungsanzünder nach Anspruch 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Ausgleichsteile (4, 5, 10, 11, 16, 17, 22, 23, 28) als ringförmige Abstands­halter ausgestaltet sind.

7. Treibladungsanzünder nach einem der vorhergehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Brennkammer (13, 30) ein Abschlußteil (14, 31) mit mindestens einer Ausströmbohrung (15, 32) aufweist.

8. Treibladungsanzünder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzünd­mischungen (6, 12, 18, 29) als Preßkörper vorliegen.

9. Treibladungsanzünder nach Anspruch 8 , dadurch gekenn­zeichnet, daß eine oder mehrere Anzündmischungen (6, 12, 18, 29) fein vermahlenes, inertes Material ent­halten.

Zeichnung