[0001] Die Erfindung betrifft einen Geschoßansetzer für Artillerie mit den Merkmalen au
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Zum Beladen von Artilleriegeschützen ist es erforderlich, die 50 kg oder schwereren
Artilleriegranaten mit einer Geschwindigkeit von mindestens 1,5 m/sec. soweit in das
Rohr des Geschützes hineinzutreiben, daß der Weichmetall-Führungsring des Geschosses
sich in den konischen Teil des Ladungsraumes einpreßt. Die Einpressung muß dabei
so stark sein, daß das Geschoss auch bei höchster Erhöhung des Geschützrohres nicht
mehr aufgrund seines Eigengewichtes herausfällt und gleichzeitig eine Abdichtung
des Ladungsraumes nach vorne erfolgt.
[0003] Da ein manuelles Ansetzen des Geschosses durch die Besatzung zeitaufwendig ist und
mit einer erheblichen physischen Belastung der Besatzungsmitglieder verbunden ist,
wurden Geschoßansetzer verschiedener Bauart entwickelt, die das manuelle Ansetzen
des Geschosses erübrigen sollen.
[0004] Eine besondere Bedeutung besitzen sogenannte Freiflugansetzer, denen das Prinzip
zugrunde liegt, einer außerhalb des Geschützes befindlichen Granate eine so große
Beschleunigung zu verleihen, daß nach Verlassen des Beschleunigungssystems die Granate
aufgrund des aus der Beschleunigung in ihr vorhandenen Momentes sich im freien Flug
weiterbewegt und der Ansetzvorgang auf diese Weise realisiert wird. Ein derartiger
Freiflugansetzer ist beispielsweise in DE-OS 36 07 006 beschrieben.
[0005] Es sind weiterhin Freiflugansetzer mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 bekannt, bei denen das auf dem Schlitten gelagerte Geschoß einschließlich Schlitten
beschleunigt wird und beim Erreichen der erforderlichen Ansetzgeschwindigkeit der
Schlitten abgebremst wird.Das Geschoß fliegt dann durch das Bodenstück und den Ladungsraum
der Waffe und wird in den Zügen des Rohres angesetzt. Der Antrieb des Schlittens erfolgt
durch einen pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Kolben-Zylinderantrieb.
[0006] Ein bei derartigen Freiflugansetzern auftretendes Problem besteht darin, daß einerseits
zur Erzielung einer möglichst hohen Ansetzgeschwindigkeit eine große Beschleunigung
des Systems Schlitten-Geschoß notwendig ist und andererseits die Richtung, in der
das Geschoß sich bei der Abbremsung vom Schlitten löst, mit hoher Genauigkeit fluchtend
zur Rohrseelenachse der Waffe liegen muß, damit beim Durchfliegen des Bodenstückes
und des Ladungsraums der Waffe keine Berührung zwischen dem Geschoß und den Innenwänden
der Waffe stattfindet, die zu Beschädigungen am Geschoß oder an der Waffe führen können.
Da der hier zur Verfügung stehende Spielraum im allgemeinen nur wenige Millimeter
beträgt, muß dafür gesorgt werden, daß beim Abbremsen des Schlittens keine Störkräfte
auftreten, welche zu Momenten an der Ansetzerkonstruktion führen und zur Folge haben,
daß die Abflugrichtung des Geschosses von der Richtung der Rohrseelenachse abweicht.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geschoßansetzer mit den Merkmalen
aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß auch bei hoher Beschleunigung
beim Abbremsvorgang keine Störkräfte auftreten, die das Geschoß beim Ansetzvorgang
negativ beeinflussen könnten.
[0008] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Geschoßansetzers
sind in den Unteransprüchen beschrieben.
[0009] Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels noch genauer erläutert, besteht
der Grundgedanke der Erfindung darin, den Schlitten dadurch abzubremsen, daß er unter
Zwischenschaltung eines Stoßdämpfers direkt auf das hintere Ende des Geschützrohres
aufläuft. Dies hat infolge der sehr großen Masse des Geschützrohres die Folge, daß
keine Abkippbewegung des Schlittens beim Abbremsvorgang auftritt, wie dies der Fall
ist, wenn das Abbremsen beispielsweise durch Anschläge am Grundgestell der Führungsbahn
des Schlittens oder durch Anschläge in der Antriebsvorrichtung erfolgt. Der zwischengeschaltete
Stoßdämpfer ist auf der Längsmittelebene des Schlittens angeordnet und läuft vorzugsweise
mindestens angenähert durch den Massenschwerpunkt des Schlittens, wodurch weiterhin
sichergestellt wird, daß keine störenden Momente beim Abbremsvorgang auftreten. Es
hat sich weiterhin als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Schlitten in Längsrichtung
verlaufende Führungsschienen für das Geschoß aufweist und das am hinteren Ende des
Schlittens angeordnete Angriffselement am Geschoß oberhalb der Mittelachse des Geschosses
angreift. Hierdurch wird verhindert, daß das Geschoß bei der Ablösung vom Schlitten
eine Bewegung ausführt, bei der es sich mit der Spitze nach oben aufrichtet. Es wird
vielmehr in der Beschleunigungsphase eine absolut stabile Lage auch bei unterschiedlichen
Geschossen erreicht.
[0010] Wenn der Stoßdämpfer nur einen gewissen Anteil der kinetischen Energie des Schlittens
beim Abbremsen aufnimmt, kann die restliche Energie zur Rückführung des Schlittens
in die Ausgangslage ausgenutzt werden, wobei der bei Erreichen der Ausgangslage noch
vorhandene Energieüberschuß durch einen weiteren Stoßdämpfer aufgenommen wird, der
in das Antriebssystem integriert sein kann.
[0011] Zum Antrieb des Schlittens dient vorzugsweise ein pneumatisches System, bei dem
die zum Betreiben des Kolben-Zylinderantriebs erforderliche Druckluft in einem Druckluftspeicher
gespeichert ist und mittels eines schnellöffnenden Steuerventils schlagartig dem
Kolben-Zylinderantrieb zugeführt wird.
[0012] Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für
einen Geschoßansetzer nach der Erfindung näher erläutert.
[0013] In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 in einer stark schematisierten Darstellung im Längsschnitt das hintere Ende
eines Geschützrohres mit einem daran angeordneten Geschoßansetzer;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Schlittens bei einem Geschoßansetzer nach Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Aufsicht auf den Schlitten nach Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine Ansicht des Schlittens nach Fig. 2 bis 4 von vorne;
Fig. 6 in leicht vergrößerter Darstellung einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig.
4;
Fig. 7 einen Schnitt durch den Stoßdämpfer für den Schlitten nach Fig. 2 bis 6;
Fig. 7a und 7b Einzelheiten des Stoßdämpfers nach Fig. 7 in den Bereichen VIIa und
VIIb;
Fig. 8 in einem Schaltbild das pneumatische Steuersystem für den Geschoßansetzer
nach Fig. 1 bis 7.
[0014] Fig. 1 zeigt das hintere Ende des Geschützrohres 1 eines im übrigen nicht dargestellten
Artilleriegeschützes, an dem das Bodenstück 2 angeordnet ist. Hinter dem Geschützrohr
1 ist ein Geschoßansetzer angeordnet mit einem Grundgestell 3, auf dem eine Führungsbahn
5 befestigt ist, auf der ein Schlitten 4 über Gleitführungen 5.1 in einer Richtung
parallel zur Rohrseelenachse R geführt ist. Der Schlitten 4 ist über ein Verbindungselement
9 mit einem Kolben-Zylinderantrieb 6 gekoppelt, durch den er in Pfeilrichtung B beschleunigt
werden kann. In Längsrichtung des Schlittens 4 ist ein Stoßdämpfer 7 angeordnet,
der weiter unten näher erläutert wird und der an seiner aus dem Schlitten nach vorne
herausgeführten Kolbenstange 7.2 einen Anschlag 7.3 aufweist. Auf den im Schlitten
4 in Längsrichtung angeordneten Führungsschienen 4.3 liegt das anzusetzende Geschoß
8. In Fig. 1 ist der Schlitten 4 mit dem Geschoß 8 in der Ausgangsposition vor Beginn
des Beschleunigungsvorganges dargestellt. Die Endposition des Schlittens ist in
gestrichelten Linien durch die Endlage der Kolbenstange 6.3 des Kolben-Zylinderantriebs
6 und die Endlage des Anschlags 7.3 des Stoßdämpfers 7 angedeutet. Wie Fig. 1 zu entnehmen,
liegt in der Endlage des Schlittens 4 Anschlag 7.3 unmittelbar am hinteren Ende des
Geschützrohres 1 an.
[0015] In den Fig. 2 bis 6 ist die Konstruktion des Schlittens etwas detaillierter dargestellt.
Der Stoßdämpfer 7 ist auf der Längsmittelebene M des Schlittens 4 angeordnet une seine
Mittelachse m läuft in nicht besonders gekennzeichneter Weise durch den Massenschwerpunkt
des Schlittens 4.
[0016] Am hinteren Ende des Schlittens 4 ist ein schalenartiges Angriffselement 4.1 angeordnet,
das, wie aus den Fig. 5 und 6 zu entnehmen, asymmetrisch zur Längsmittelebene des
Schlittens ausgebildet ist, da das Einlegen des Geschosses 8 von einer Seite her erfolgt.
Die Oberkante der Rückwand 4.2 des Angriffselementes 4.1 verläuft so, daß der Angriffspunkt
oberhalb der Mittelachse A des auf den Führungsschienen 4.3 liegenden Geschosses 8
liegt.
[0017] In Fig. 7 ist der Aufbau des Stoßdämpfers 7 genauer dargestellt. Der Stoßdämpfer
7 besitzt einen Zylinder 7.1, in dem ein Kolben 7.4 geführt ist, der eine Kolbenstange
7.2 trägt, an deren äußerem Ende, in Fig. 7 nicht dargestellt, der Anschlag 7.3 angeordnet
ist. Die Kolbenstange 7.2 ist mit dem Kolben 7.4 und der Führungsstange 7.7 fest
verbunden und wird beim Rücklauf des Kolbens über die Führungsstange 7.7 in einer
Halterung 7.6 geführt. Im Raum zwischen der Führungsstange 7.7 und der Innenwand des
Zylinders 7.1 ist eine Reibungsfeder 7.5 angeordnet. Derartige Reibungsfedern sind
allgemein bekannt und ihr Aufbau ist den Fig. 7a und 7b, die einen Bereich an den
beiden Federenden darstellen, zu entnehmen. Die Reibungsfeder 7.5 ist aus einer Anzahl
von geschlossenen Außen- und Innenringen aufgebaut, wobei die Außenringe an ihrer
Innenseite und die Innenringe an ihrer Außenseite Kegelflächen aufweisen, an denen
sich die Außen-und Innenringe berühren. Wird die aus den Außen- und Innenringen gebildete
Federsäule in Richtung der Federachse belastet, so schieben sich die Kegelflächen
ineinander und bewirken, daß sich die Außenringe dehnen und sich die Innenringe im
Durchmesser verkleinern. Da Außen- Innenringe aus Federstahl bestehen, tritt bei
entsprechend hohen Kräften eine elastische Stauchung auf, wobei das besondere Kennzeichen
dieser Feder in der starken Reibungsdämpfung aufgrund der Reibung zwischen den Außen-
und Innenringen ist. Auf diese Weise werden etwa 2/3 der eingeleiteten Energie durch
Reibung in Wärmeenergie umgesetzt.
[0018] Für den beschriebenen Geschoßansetzer ist ein derartig aufgebauter Stoßdämpfer besonders
vorteilhaft, weil auf diese Weise der größere Teil, also etwa 2/3, der in Abbremsposition
des Schlittens 4 vorhandenen kinetischen Energie durch Reibung umgesetzt werden, während
der verbleibende Rest für den Rücklauf des Schlittens 4 in die Ausgangsposition zur
Verfügung steht. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen Stoßdämpfer einzusetzen,
der die gesamte kinetische Energie des Schlittens beim Abbremsen umsetzt und den Schlitten
mit Hilfe des Antriebssystems wieder in die Ausgangslage zurückzuführen. Der Kolben-Zylinderantrieb
6 des Schlittens 4 kann im Prinzip hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein.
[0019] Besonders vorteilhaft ist ein pneumatischer Antrieb mit einem Steuersystem wie es
in Fig. 8 dargestellt ist.
[0020] Bei dem pneumatischen Steuersystem nach Fig. 8 ist der Arbeitsanschluß 6.1 des Kolben-Zylinderantriebs
6 über ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil 10 einerseits mit einem Auslaß
und andererseits mit einem Druckluftspeicher 11 verbindbar. Der Druckluftspeicher
11 ist in der üblichen Weise an eine Druckluftquelle 14 angeschlossen. Der Rücklaufanschluß
6.2 des Kolben-Zylinderantriebs 6 ist über ein Schnellentlüftungsven til 12 einerseits
an einen Auslaß und andererseits über ein zweites elektromagnetisch ansteuerbares
Steuerventil 13 unter Zwischenschaltung eines Druckbegrenzers einerseits an den Druckluftspeicher
11 und andererseits an einen Auslaß anschließbar. Das Steuerventil 10 ist als schnellöffendes
Ventil ausgebildet, das sich durch eine sehr kurze Schaltzeit auszeichnet. Dadurch
wird erreicht, daß der benötigte Volumenstrom schnell am Kolben-Zylinderantrieb
6 zur Verfügung steht. Bei Einleitung der Beschleunigung steht so schlagartig ein
Druck von beispielsweise 30 bar zur Verfügung, durch den der Kolben nach vorne geführt
wird und den Schlitten beschleunigt. Dabei wird die auf der anderen Seite des Kolbens
befindliche Luftsäule beim Beschleunigungshub über das Schnellentlüftungsventil 12
ausgestoßen. Am Ende des Beschleunigungshubes wird der Schlitten 4 abgebremst, wobei,
wie erwähnt, etwa 2/3 der kinetischen Energie umgesetzt werden und die Restenergie
für eine Rückstellkraft zur Verfügung steht, durch die der Schlitten 4 in die Ausgangslage
zurückgeführt wird. Bei der entsprechenden Kolbenbewegung im Kolben-Zylinderantrieb
6 wird die Luft durch den Arbeitsanschluß 6.1 und das entsprechend umgesteuerte Steuerventil
10 über eine Drossel 15 geführt, so daß bei dieser Bewegung der Kolben-Zylinderantrieb
6 als Stoßdämpfer wirkt, durch den die Restenergie umgesetzt wird. Es ist aber auch
möglich, den Schlitten 4 zurückzuführen, indem der Rücklaufanschluß 6.2 über das zweite
Steuerventil 13 und einen Druckbegrenzer 16 mit dem Druckluftspeicher 11 verbunden
wird, wobei nunmehr dem Kolben-Zylinderantrieb 6 ein reduzierter Druck von beispielsweise
7 bar zugeführt wird, durch den der Schlitten 4 in die Ausgangsposition zurückgeführt
wird. Durch diese Ansteuerung wird erreicht, daß der Schlitten 4 wieder in eine definierte
Endlage zurückgestellt wird.
1. Geschoßansetzer für Artillerie mit einem hinter dem Geschütz angeordneten Schlitten,
der eine fluchtend zum Ladungsraum angeordnete Aufnahmemulde mit einem Angriffselement
am hinteren Ende für das Geschoß trägt und über eine Führung bewegbar auf einer parallel
zur Geschützrohrachse verlaufenden Führungsbahn geführt ist und der mit einem Kolben-Zylinderantrieb
zur Beschleunigung in Richtung auf das Geschützrohr gekoppelt ist und eine Bremsvorrichtung
zur Abbremsung in einem vorgegebenen Abstand vor dem Geschützrohrende aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung einen in der Längsmittelebene des Schlittens
(4) angeordneten Stoßdämpfer (7) aufweist, mit einem in einem Zylinder (7.1) gegen
die Kraft einer Reibungsfeder (7.5) bewegbaren Kolben (7.4), der eine nach vorne
über das vordere Ende des Schlittens (4) hinausgeführte Kolbenstange (7.2) trägt,
an der ein Anschlag (7.3) angeordnet ist, wobei die Anordnung so ist, daß der Anschlag
(7.3) in der vorderen Abbremsposition des Schlittens (4) unmittelbar am hinteren
Ende des Geschützrohres (1) anliegt.
2. Geschoßansetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des
Stoßdämpfers (7) mindestens angenähert durch den Massenschwerpunkt des Schlittens
(4) verläuft.
3. Geschoßansetzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten
(4) in Längsrichtung verlaufende Führungsschienen (4.3) für das Geschoß (8) aufweist
und das Angriffselement (4.1) am hinteren Ende des Schlittens (4) oberhalb der Mittelachse
des Geschosses (8) angreift.
4. Geschoßansetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reibungsfeder (7.5) so ausgebildet ist, daß mindestens 2/3 der kinetischen Energie
des Schlittens (4) beim Abbremsen durch Reibung umgesetzt wird und die restliche Energie
zur Rückführung des Schlittens (4) in die Ausgangslage dient, wo der Energieüberschuß
durch einen weiteren Stoßdämpfer (6) aufgenommen wird.
5. Geschoßansetzer nach Anspruch 4 mit einem pneumatischen Kolben-Zylinderantrieb,
dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Stoßdämpfer der Kolben-Zylinderantrieb (6)
dient, dessen Gasinhalt beim Rücklauf des Schlittens (4) über ein Drosselventil (15)
abgelassen wird.
6. Geschoßansetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit pneumatischen Kolben-Zylinderantrieb,
dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsanschluß (6.1) des Kolben-Zylinderantriebs
(6) über ein schnellöffnendes erstes Steuerventil (10) wahlweise an einen Druckluftspeicher
(11) oder einen Auslaß anschließbar ist, während der Rücklaufanschluß (6.2) über ein
Schnellentlüftungsventil (12) mit einem Auslaß verbunden ist.
7. Geschoßansetzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklaufanschluß
(6.2) über ein zweites Steuerventil (13) wahlweise an einen Auslaß oder den Druckluftspeicher
(11) anschließbar ist.
8. Geschoßansetzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaß des ersten
Steuerventils (10) eine Drossel (15) angeordnet ist.