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(11) | EP 0 272 399 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Munitionszuführung Cartridge feed system Dispositif d'alimentation en munitions |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Aufgrund der aufwendigen Beladung und begrenzter Integrierbarkeit (Volumenerfordernisse) von konventionellen, gegurteten Munitionssystemen für Flugzeugkanonen sowie deren Störanfälligkeit unter negativer g-Belastung sind auch für gasdruckladende Einrohr-Revolerkanonen bzw. offen zu schiessende Verschlußkanonen moderne gurtgliedlose Munitionssysteme entwickelt worden.
[0002] Die bekannten gurtgliedlosen Munitionssysteme haben allgemein den systemimmanenten Nachteil, daß zu Beginn einer Salve der komplette Munitionsvorrat einschließlich des Transportmechanismus in kürzester Zeit auf die Feuergeschwindigkeit (Kadenz) der Kanone beschleunigt werden muß. Bei gasdruckladenden (selbst einziehenden) Kanonen mit anlauffreier Feuergeschwindigkeit von mehr als 2000 SchuB/min führen die Beschleunigungseffekte auch bei Verwendung von reaktionsschnellen und starken Boostermotoren - zur Unterstützung der Bewegung der gurtgliedlosen Munition im Munitionsvorratsbehälter über ein Antriebsrad - zumindest zu nicht akzeptablen Kadenzeinbrüchen. Bei grösserem Munitionsvolumen ist ein Kanonenstop nicht auszuschliessen.
[0003] Aus der US-A 4 424 735 ist ein Munitionsbehälter bekannt, bei dem die Munition in mehreren Schlaufen liegt. Vorgesehen sind dort eine endlose Förderkette, ein Kettenspanner und eine Übergabeeinheit zum Zuführen der Munition zu einer Waffe. Eine Unterstützung beim Anlauf der Waffe ist nicht vorgesehen.
[0004] Aus der US-A 4 252 049 ist ein Munitionszuführungssystem bekannt, bei dem der Einzug beim Anlaufen der Waffe dadurch erleichtert wird, daß zwei Umlenkeinrichtungen für die Munition an Federn beweglich gelagert sind. Dadurch muß beim Anlaufen der Waffe nicht der gesamte Munitionsvorrat sofort beschleunigt werden, sondern nur ein Teil der Munition. Allerdings muß der Antriebsmotor beim Anlauf auch noch die Federn spannen.
[0005] Aus der US-A 4 573 395 ist eine Munitionszuführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Durch zwei beweglich gelagerte Umlenkeinrichtungen - eine vor dem Munitionseinzug der Waffe, die andere auf der gegenüberliegenden Seite des Munitionsbehälters - und einem verbindenden, federbelasteten Hebel wird ein Speicher gebildet, der den Anlauf der Waffe dadurch erleichtert, daß nicht der gesamte Munitionsvorrat beschleunigt werden muß, sondern nur ein Teil der Munition, die in den Schlaufen liegt, die von den beiden Umlenkeinrichtungen gebildet werden. Dieser Speicher arbeitet passiv, das heißtldie Energie, ihn zu bewegen, muß vom Munitionseinzug der Waffe oder vom Boostermotor aufgebracht werden. Ebenso muß Energie in das Spannen der Feder gesteckt werden. Dadurch wird der Vorteil, daß kleinere Massen beschleunigt werden müssen, zum Teil wieder aufgehoben.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Munitionszuführung vorzuschlagen, die schon beim Anlaufen der Waffe eine hohe Kadenz ermöglicht.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von Munitionszuführungen mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
[0008] Durch die Erfindung wird ein "aktiver Munitionspuffer" geschaffen, der beim Anlaufen der Waffe die Massenträgheit der vor der Waffe liegenden Munition aufhebt oder diesen Teil der Munition beschleunigt. Der Einzug der Waffe und der vorhandene Boostermotor werden in ihrer Anlaufphase unterstützt, was zu einem sehr reaktionsschnellen Gesamtsystem führt.
[0009] Mit der Erfindung des integrierten Munitionspuffers werden folgende wesentliche Vorteile erreicht, die die Adaption dieses Lösungsprinzips an Kanonensysteme mit anlauffreien, hohen Feuergeschwindigkeiten in hochmanövrierfähigen Flugzeugen ermögliche, deren störungsfreie Funktion sicherstellen und problemlose Beladung in kürzester Zeit erlauben:
- Kompakte Gestaltung der Aussenkontur des Munitionsbehälters; Einbauvolumen kleiner als bei gegurteter Munition; Weiterverwendung des freiwerdenden Einbauvolumens möglich.
- Einfache Gestaltung des integrierten Munitionspuffers mit einem Minimum an drehenden und beschleunigten Teilen, was Anlaufdynamik, Systemzuverlässigkeit und Lebensdauer erhöht.
- Optimale Anpaßbarkeit des Munitionspuffervolumens an die Einzugsleistung der zu versorgenden Kanone; Minimierung der Anforderungen an den Munitionstransport (Booster) und dessen Energieversorgung; Gewichtsreduzierung.
- Be- und Entladbarkeit des Munitionsvorratsbehälters ohne Ausbau (Einbau des Munitionssystems in unzugängliche Einbauräume).
- Unterstützung des Kanonenfördersystems zu Beginn einer Salve (anlauffreie Feuergeschwindigkeit).
- Übernahme von Leergut der Kanone (Hülsen und gegebenenfalls Zündversager) möglich; Platzeinsparung für Leergutaufnahme; Weiterverwendung des freiwerdenden Einbauvolumens möglich.
- Gleichzeitige Be- und Entladbarkeit des Munitionssystems am Boden (Reduzierung der Turn-Around-Zeit).
[0010] Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsformen in Figuren 1 und 2 näher beschrieben. In Figur 3 wird eine alternative Munitionsführung gezeigt.
[0011] Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Munitionszuführung, die aus folgenden Hauptkomponenten besteht:
a) Munitionsbehälter 2
[0012] Durch formstabile Zwischenböden (4) aus Leichtmetall wird die Munition in vier Lagen bevorratet und transportiert. Die Munition liegt in Schlaufen, die von Umlenkeinrichtungen (Umlenkräder 6, Umlenkschalen 8, Antriebsrad 36, Pufferräder 10) gebildet werden. Zwei der Umlenkräder sind beweglich gelagert und werden hier als Pufferräder 10 bezeichnet.
[0013] An der Ober- und Unterseite der Zwischenböden 4 und an den Umlenkschalen 8 der Pufferräder 10 wird die Munition auf jeweils zwei Gleit/Rollschienen 12 aus verschleißarmen Kunststoffen (z.B. Nylatron) mit geringer Freigängigkeit geführt. Durch biegesteife, dünne Förderstäbe 14, jeweils vor und hinter einer Patrone bzw. Hülse, werden diese voneinander getrennt und somit einzeln im Munitionsbehälter 2 gelagert und transportiert. Über Umlenkräder 6 wird die Verbindung zwischen den einzelnen Munitionslagen hergestellt.
b) Förderkette 16
[0014] Zwei hoch reißfeste Transportketten, zu beiden Enden der Munition, sind im konstanten Abstand (Patronendurchmesser zuzüglich Transportformstücke der Förderstäbe 14 und Freigängigkeit) über Querstege (Förderstäbe 14) miteinander verbunden. Die so entstandene endlose Förderkette 16 wird in mehreren Schlaufen über alle Umlenkräder 6, 10, 22, 36 des Behälters 2 geführt.
[0015] Um die Berührung der empfindlichen Munitionsspitzen bzw. Patronenböden mit den Förderketten 16 zu vermeiden, werden die Patronen durch ein entsprechendes Formstück (aus verschleißfestem Material) an der einem Seite der Förderstäbe 14 axial fixiert.
[0017] Dies Führungsaufgabe wird dort durch ein U-oder L-förmiges Profil 18 des gleichen Materials übernommen, das mindestens einseitig in jedem der Zwischenböden 4 angebracht ist und in dem jedes Geschoß in der Ausziehrille abrollt. Mit dieser Lösung kann die sonst notwendige axiale Führung der Kette erheblich vereinfacht werden (lediglich Kettenspannung).
[0018] Um ein Verkanten der Munition in Transportrichtung zu vermeiden, kann an jedem Förderstab 14 oberhalb des Munitionsschwerpunkts ein zweites, auf die Munitionsform abgestimmtes Formstück 20 aus verschleißfestem Kunststoff (z.B. Nylatron), angebracht sein. Die gleichzeitige Förderung von Patronen und Hülsen wird durch die Positionierung dieses Kunststoff-Formstücks 20 in der Höhe des Übergangs von der Hülse zum Geschoß erreicht.
c) Übergabeeinheit
[0019] In einer der Schlaufen des Munitionspuffers, in der in Figur 1 dargestellten Ausführung rechts unten, wird die Munition über ein Räderwerk (Übergaberad 22, Zuführrad 24, Führungsräder 26) aus der Förderkette 16 entnommen und zwangsweise über die Räder 22, 24, 26 und innenliegende obere und untere Gleitschienen 12 der endlosen Zuführkette der Kanone übergeben.
[0020] Das Räderwerk der Ubergabeeinheit ist kraftschlüssig mit dem Zuführrad 24 der Zuführkette der Kanone verbunden, so daß die Einzugskraft der Kanone über die Zuführkette auf die Förderschlaufe im Munitionspuffer übertragen wird. Die Bahn der Zuführkette ist durch die zwei Pfeile ganz rechts und das Zuführrad 24 vorgegeben.
[0021] Auf der Unterseite des Räderwerks sind, baugleich wie bei der Munitionsübergabe an der oberen Seite, ein Führungsrad 26 sowie Gleitschienen angebracht, über die das Leergut der Kanone (Hülsen bzw. Zündversager) in das Munitionssystem übergeben werden können.
[0022] Durch Variation der relativen Position der Führungsräder 26 sowie des Zuführrads 24 der Zuführkette zum Ubergaberad 22 in der Übergabeeinheit kann ein großer Anschlußwinkelbereich der Zuführkette zur Kanone abgedeckt werden.
d) Beschleunigungsvorrichtung
[0023] Zwei gegenüberliegende Umlenkräder (Pufferräder 10) im Inneren des Munitionsbehälters 2, über die jeweils eine Schlaufe der Förderkette 16 geführt wird, sind in Richtung der Förderkette 16 beweglich gelagert. Dabei stellt die rechte Schlaufe den Munitionspuffer dar, aus dem für die Anlaufzeit des Boostermotors die Kanone mit Munition versorgt wird.
[0024] In außenliegenden Kulissenschienen werden die beiden zugehörigen Umlenkachsen der Pufferräder 10 geführt. In der gezeigten Ausführung sind beide Umlenkachsen an ihren Enden über Kupplungen 28 miteinander verbunden, um die Länge der Förderkette 16 konstant zu halten.
[0025] In den beiden Förderschlaufen des Munitionspuffers werden die übereinander liegenden Munitionslagen jeweils durch ein ineinander verschiebbares Teleskop 30 voneinander getrennt. Das äußerste Segment des Teleskops 30 ist dabei mit der Aussenhaut des Munitionsbehälters 2 verbunden und das innerste mit der Achse des beweglichen Pufferrads 10 gekoppelt. Die beweglichen Segmente sind am hinteren Ende über Rollen 32 im jeweiligen nächstgrößeren Segment gelagert. Die Teleskop-Segmente werden zwangsweise vom jeweiligen kleineren, innenliegenden Segment ausgezogen bzw. eingeschoben. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Teleskops 30 ist das vordere Ende des mittleren Segments in der Kulissenschiene der Pufferräder 10 geführt.
[0026] Auf der der Übergabeeinheit gegenüberliegenden Seite ist im Munitionspuffer eine vorgespannte Gasdruckfeder 34 eingebaut, die an der Behälteraußenkontur und dem linken Pufferrad 10 abgestützt ist.
[0027] Bei Munitionsentnahme an der Übergabeeinheit werden durch die vorgespannte Gasdruckfeder die in den beiden Pufferschlaufen gespeicherte Munition die Förderkette 16 und die Pufferräder 10 synchron mit der Förderbewegung der Kanone beschleunigt. Der Fördermechanismus der Kanone wird durch die Gasdruckfeder 34 von der üblicherweise notwendigen Bewegung der Munition im Munitionspuffer entlastet.
[0028] Die Gasdruckfeder synchronisiert somit zu Beginn einer Salve oder bei Kadenzschwankungen die unzureichende Anlaufdynamik des Antriebsmotors im Fördersystem auf die Dynamik der Kanone (anlauffreie Feuergeschwindigkeit).
e) Boostermotor
[0029] In der gezeigten Ausführungsform ist zum Antrieb der Förderkette 16 im Munitionsbehälter ein an sich bekannter, vom Flugzeug versorgter, reaktionsschneller Hydraulikmotor (Boostermotor) eingebaut. Die Kraftübertragung vom Boostermotor zur Förderkette 16 erfolgt am Antriebsrad 36, das direkt vor der Pufferschlaufe im oberen Teil des Munitionsbehälters 2 positioniert ist.
[0030] Figur 2 zeigt eine ähnliche Ausführung, bei der die Munition jedoch in sechs statt in vier Lagen aufbewahrt ist.Die erfindungsgemäße Munitionszuführung funktioniert folgendermaßen:
Vor Entnahme von Munition aus dem Munitionssystem wird durch ein Signal (z.B. Weapon Master: ON) der Boostermotor in Förderrichtung in Bewegung gesetzt, das Antriebsrad 36 bewegt die Förderkette 16 in Pfeiirichtung. Aufgrund des Stillstands des Räderwerks in der Ubergabeeinheit wird die linke Munitionsschlaufe des Puffers bis zum mechanischen Anschlag verkürzt. Dabei wird die in dieser Schlaufe integrierte Gasdruckfeder 34 maximal vorgespannt. Aufgrund der mechanischen Kopplung der beiden Pufferräder 10 wird die rechte Schlaufe des Munitionspuffers in dem Maß vergrößert, wie die linke Schlaufe verkürzt wird.
[0031] Eine Steuerung des Boostermotors ist nicht erforderlich. Bei Erreichen des mechanischen Anschlags auf der linken Seite des Munitionspuffers kann der Boostermotor über die in der Übergabeeinheit blockierte Förderkette 16 abgewürgt werden.
[0032] Mit Beginn der Förderbewegung in der Zuführkette (Kanone) wird das Räderwerk in der Übergabeeinheit synchron zur Kanone in Bewegung gesetzt. Die vorgespannte Gasdruckfeder 34 in der linken Schlaufe des Munitionspuffers beschleunigt die gekoppelten Pufferräder 10 axial in Richtung Übergabe einheit und entlastet dadurch die Zuführkette der Kanone. Dabei wird die rechte Schlaufe des Munitionspuffers so lange nach rechts bewegt, bis der Boostermotor auf Maximalgeschwindigkeit hochgelaufen ist. Aufgrund des großen Munitionsvorrats in der rechten Schlaufe des Puffers steht für die Beschleunigung der gesamten Förderkette 16 ausreichend Zeit zur Verfügung. Die Anforderungen an die Dynamik des Boostermotors werden im Verhältnis zur verfügbaren Beschleunigungszeit reduziert.
[0033] Bei Kanonen-Stop kommt das Räderwerk der Übergabeeinheit übergangslos zum Stillstand. Die Trägheit der bewegten Munition und des Fördersystems sowie der weiterfördernde Boostermotor bewirken eine sofortige Auffüllung der rechten Schlaufe des Munitionspuffers bis zum mechanischen Anschlag auf der linken Pufferseite. Dabei wird der Boostermotor über die blockierte Förderkette 16 abgewürgt. Die im Munitionspuffer integrierte Gasdruckfeder 34 wird bei diesem Vorgang komprimiert und für den nächsten Entladevorgang maximal vorgespannt.
[0034] Das Räderwerk der Übergabeeinheit kann so gestaltet sein, daß das von der Kanone rückgeführte Leergut (Hülsen bzw. Zündversager) übernommen und im Munitionssystem gespeichert werden kann.
[0035] Die erfindungsgemäße Munitionszuführung kann folgendermaßen beladen werden:
Der Munitionsvorrat des beschriebenen gurtgliedlosen Munitionssystems kann bei Verwendung eines geeigneten Bodengeräts (gurtgliedloser Vorratsbehälter; gleiches Funktionsprinzip) in kürzester Zeit (wenige Sekunden) erneuert werden. Synchron zur Munitionsbeladung wird das gespeicherte Leergut entladen. Diese wird durch Anschluß der Munitionstransportkette des Bodengeräts an die Übergabeeinheit (bzw. abgeklappte Zuführkette der Kanone) des Munitionssystems und Umkehrung der Drehrichtung des Boostermotors erreicht.
a) einem Munitionsbehälter (2) mit Zwischenböden (4), in denen die Munition in ein oder mehreren Schlaufen übereinanderliegt,
b) einer endlosen Förderkette (16), die über mindestens ein Antriebsrad (36) und mehrere Umlenkeinrichtungen (Umlenkräder 6, Umlenkschalen 8, Pufferräder 10) geführt wird,
c) einer Übergabeeinheit zum Zuführen und Ableiten von Munition und
d) mindestens zwei beweglich gelagerten schlaufenbildenden Umlenkeinrichtungen (8, 10), gekennzeichnet durch einen Linearmotor, der beim Anlaufer der Waffe die beweglich gelagerten Umlenkeinrichtungen (8, 10) in richtung Übergabeeinheit beschleunigt.
a) un réservoir de munitions (2) avec des fonds intermédiaires (4) dans lesquels les munitions sont superposées en une ou plusieurs boucles;
b) une chaîne de transport sans fin (16) qui passe sur au moins une roue d'entraînement (36) et sur plusieurs dispositifs de renvoi (poulies de renvoi 6, coques déflectrices 8, poulies tampon 10);
c) une unité de transfert pour l'amenée et l'évacuation des munitions, et
d) au moins deux dispositifs de renvoi (8, 10) formant des boucles, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur linéaire qui, lors du démarrage de l'arme, accélère les dispositifs de renvoi (8, 10) montés de manière mobile, en direction de l'unité de transfert.
a) an ammunition holder (2) with intermediate bases (4) in which the ammunition is superimposed in - one or a plurality of loops,
b) an endless conveyor chain (16) which is guided by at least one driving wheel (36) and several deflection devices (deflection wheels (6), deflection shells (8), buffer wheels (10)),
c) a delivery unit for feeding and carrying away the ammunition and
d) at least two deflection devices (8, 10) which are mounted in a movable manner and form loops, characterized by a linear motor which accelerates the deflection devices (8, 10), which are mounted in a movable manner, in the direction of the delivery unit when the weapon is started.