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Die Erfindung betrifft eine druckgasbetriebene Schusswaffe die aus einem Gehäuse mit Abzugsvorrichtung und Gasführung zu einer Druckkammer, einem mit dem Gehäuse verbundenen Lauf und einem Verschluss besteht. Dabei kann es sich sowohl um eine Pistole als auch um ein Gewehr handeln. Das Druckgas wird meist einem am Gehäuse befestigten Behälter entnommen.
Derartige Waffen werden in Wettbewerben eingesetzt, bei denen es auf höchste Treffsicherheit ankommt. Diese wird durch den Rückstoss und auch durch das dem Geschoss bei Verlassen des Laufes folgende Gas beeinträchtigt. Der Rückstoss folgt aus dem Impulssatz : der Beschleunigung des Geschosses vorwärts entspricht eine Beschleunigung der vom Schützen gehaltenen Waffe nach hinten, die zu einer Erschütterung der Waffe führt.
Aus der EP-A 523 535 ist es bekannt, den Lauf mit Verschluss zur Aufnahme des Rückstosses längsbeweglich mit dem Gehäuse bzw. dem Griffstück zu verbinden. Diese Lösung ist aber sehr aufwendig, der Zielgenauigkeit abträglich und bei Waffen mit Druckgasbehälter nicht anwendbar, da diese mit dem Gehäuse verbunden sein muss.
Es ist daher Ziel der Erfindung, eine Rückstossdämpfung für Druckwaffen vorzuschlagen, die konstruktiv möglichst einfach und platzsparend ist und die Zielgenauigkeit fühlbar verbessert.
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Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass der Verschluss als Zylinder ausgebildet ist, in dessem Inneren ein Ausgleichskolben geführt ist, wobei die dem Lauf zugekehrte Stirnfläche des Ausgleichskolbens mit der Druckkammer in Verbindung steht und die Rückseite des Ausgleichskolbens sich federnd im Zylinder abstützt, wobei die Masse des Ausgleichskolbens ein Vielfaches der Masse des Geschosses beträgt.
Der im Zylinder geführte Ausgleichskolben wird beim Abschuss durch das auf das Geschoss wirkende Gas mit demselben Druckverlauf und ohne zeitliche Verzögerung nach hinten beschleunigt, wobei jedoch durch dessen im Verhältnis zur Geschossmasse grosse Massebeschleunigung und Rücklaufweg gering bleiben und von der elastischen Abstützung aufgenommen werden. Dadurch braucht der Zylinder auch nicht sehr lang zu sein und lässt sich im Bauraum eines konventionellen Verschlusses unterbringen. Es ist so auch möglich, eine bestehende Waffe ohne Veränderung anderer Teile durch nachträglichen Einbau der erfindungsgemässen Vorrichtung zu verbessern.
Die elastische Abstützung hat noch einen weiteren Zweck : setzt der Beschleunigung des Ausgleichskolbens eine Kraft entgegen, so wie auch der Beschleunigung des Geschosses die Reibungskraft zwischen Geschoss und Lauf entgegen steht. Die beiden Kräfte heben sich so auch tendenziell auf.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Zylinder ins Freie führende Queröffnungen auf, die nach einem bestimmten Rücklaufweg des Kolbens von diesem freigegeben werden.
Durch die Queröffnungen wird der Raum zwischen der Druckkammer und der Stirnfläche des Ausgleichskolbens drucklos, und das bei entsprechender Gestaltung des Ausgleichskolbens und Anordnung der Queröffnungen erst, wenn das Geschoss den Lauf bereits verlassen hat. So wird der Rücklaufweg des Ausgleichskolbens weiter verkürzt und der Anteil des beschleunigten Gases am Rückstoss verringert. Weiters wird durch diese Massnahme die Menge des dem Geschoss nachlaufenden Gases kleiner. Dadurch wird der störende Einfluss des Nachlaufgases auf das Geschoss vermindert bzw. kann auf eine gegebenenfalls am vorderen Laufende angebrachte Mündungsbremse verzichtet werden.
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In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Ausgleichskolben ein Stufenkolben, dessen dem Lauf zugekehrter erster Teil im wesentlichen den Durchmesser des Geschosses und dessen dahinter liegender zweiter Teil einen grösseren Durchmesser aufweist, wobei auch der Zylinder einen ersten und einen zweiten Teil jeweils entsprechenden Durchmessers aufweist und wobei der zweite Teil des Zylinders eine Anschlagschulter für den zweiten Teil des Kolbens bildet.
Durch den grösseren Durchmesser des hinteren Teiles kann bei gleicher Baulänge mehr Masse untergebracht werden. Auf diese Weise kann auch bei relativ geringer Baulänge ein vollkommener Ausgleich der Massenkräfte erzielt werden, da bei gleichen Durchmessern und damit Druckangriffsflächen die in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Kräfte gleich gross sind. Ausserdem gestattet die Ausführung als Stufenkolben im Zusammenwirken mit der Anschlagschulter eine einfache vordere Hubbegrenzung.
In einer Weiterbildung der ersten Ausführungsform ist der Ausgleichskolben im Verschlussteil dichtend geführt und seine federnde Abstützung wird von einem Gaspolster gebildet. Die Federkennung eines Gaspolsters ist nicht linear, sondern sie zieht an. Das bedeutet, dass der Druck in der Druckkammer zu Beginn des Schusses nur die Massenträgheit des Ausgleichskolbens und keine Federkraft zu überwinden hat.
Alternativ oder auch zusätzlich kann sich der Ausgleichskolben über eine Druckfeder mit Stellschraube im Zylinder abstützen. Damit wird eine weitgehend lineare Federkennung erreicht. Die Druckfeder muss dann so ausgelegt bzw. mittels der Stellschraube eingestellt sein, dass ein zur Verkürzung des Hubes gegebenenfalls vorhandener Anschlag erst erreicht wird, wenn das Geschoss den Lauf verlassen hat. Der am Anschlag auftretende Stoss kann dann die Zielgenauigkeit nicht mehr beeinträchtigen.
Durch Kombination der Massnahmen nach den Ansprüchen 3,5 und 6, also verringerte Stirnfläche des Ausgleichskolbens, Gaspolster und Druckfeder, kann eine MischFederkennung erzeugt werden, die zusätzlich zum Massenausgleich auch die Kompensation der Reibung zwischen Geschoss und Lauf über die ganze Lauffläche ermöglicht.
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In einer zweiten, besonders für Gewehre mit einem das Geschoss in den Lauf einführenden Ladebolzen vorteilhaften Ausführungsform ist der Ausgleichskolben ein den Ladebolzen umgebender Ringkolben, und dahinter ist ein den Ladebolzen umgebender Bremskolben vorgesehen, der sich federnd im Verschluss abstützt. Der Ausgleichskolben ist also in axialer Richtung frei beweglich, wodurch er den Ladevorgang, bei dem ja der Ladebolzen zurückgezogen wird, nicht behindert. Dass dadurch die Baulänge der Vorrichtung grösser wird, ist bei Gewehren kein Nachteil.
In einer Weiterbildung dieser zweiten Ausführungsform stützt sich der Bremskolben über ein Gaspolster im Zylinder ab. Dadurch kann ganz ohne Federn das Auslangen gefunden werden.
Auch hier ist die Auslegung so zu treffen, das der Ausgleichskolben den Bremskolben erst erreicht, wenn das Geschoss den Lauf bereits verlassen hat.
Weiters liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der Ladebolzen einen Anschlagbund und dahinter eine Verdickung aufweist, und dass das vordere Ende des Ausgleichskolbens sich nach vorne konisch verdünnt und in Längsrichtung geschlitzt ist, sodass es in Ruhestellung reibschlüssig festgehalten wird. Der Reibschluss wird durch die Elastizität des geschlitzten Vorderteiles des Ausgleichskolbens erzeugt. Dadurch kann dieser nicht zum Bremskolben zurück fallen, wenn die Waffe aufwärts gerichtet wird.
Schliesslich kann eine besonders raumsparende Bauweise noch dadurch erreicht werden, dass der Ausgleichskolben aus einem Schwermetall besteht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen bevorzugter Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beschrieben und erläutert. Es stellen dar: Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform; Fig. 2 : Längsschnitt durch eine Variante der ersten Ausführungsform; Fig. 3 : Längsschnitt durch die Variante der Fig. 2 in einer anderen Betriebsstellung; Fig. 4 : Querschnitt nach IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 : Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform, auseinander gerissen und versetzt dargestellt; Fig. 6 : Querschnitt nach VI-VI in Fig. 5, vergrössert; Fig. 7 : Querschnitt nach VII-VII in Fig. 5, vergrössert.
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Das Gehäuse 1 einer Druckgaspistole ist nur teilweise dargestellt.
Ein Lauf 2 ist in einer Laufhalterung 3 des Gehäuses 1 in geeigneter Weise befestigt. Im Gehäuse 1 befindet sich weiters ein Druckgaskanal 4, durch den das Gas von einem nicht dargestellten Druckgasbehälter über ein ebensowenig dargestelltes Schussventil zugeführt wird. Von der Abzugseinrichtung ist nur die Abzugsstange 5 zu sehen. Weiters ist ein Verschluss 6 in Längsführungen 7 des Gehäuses 1 in Richtung der Laufachse verschiebbar.
Dazu ist ein um einen Lagerbolzen 9 im Gehäuse schwenkbarer Spannhebel 8 vorgesehen, der mit einer Spannstange 10 ein Kniehebelsystem bildet. Die Spannstange stützt sich über einen Stift 11auf den Verschluss 6. Die Abbildung zeigt die verriegelte Stellung des Verschlusses, das heisst der Verschluss 6 wird durch das Kniehebelsystem 8,10 in seiner vordersten Stellung festgehalten, in der der vordere Rand 12 des Verschlusses den Laufmund 13 umgreift. Im Laufmund befindet sich ein Geschoss 14. Der Verschluss 6 weist auch eine Dichtfläche 15 auf, die bei verriegeltem Verschluss auf einen O-Ring 16 gepresst wird. Eine Durchgangsbohrung 17 des Verschlusses 6 ist auf diese Weise dicht mit dem Druckgaskanal 4 verbunden, sodass das Gas in eine Druckkammer 18 eintreten kann.
Erfindungsgemäss ist der Verschluss 6 als Hohlkörper ausgebildet und enthält einen Ausgleichskolben 20, dessen erster, vorderer Teil 21 in einem ersten hohlzylindrischen Teil 23 des Verschlusses geführt ist ; sein Durchmesser ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Geschosses 14. Zur Kompensation der Reibung zwischen Geschoss und Lauf kann er um etwa 10% kleiner sein. Der erste hohlzylindrische Teil 23 ist aus Fertigungsgründen als Hülse ausgebildet, die mittels einer Wurmschraube 24 festgelegt ist.
Der vordere Teil 21 des Ausgleichskolbens 20 bietet dem Gasdruck eine Stirnfläche 25 dar.
Der zweite Teil 22 des Ausgleichskolbens 20 ist wesentlich dicker und ist im zweiten hohlzylindrischen Teil 26 des Verschlusses 6 geführt. Der Teil 22 weist eine rundum laufende Ausnehmung 27 auf, um die Bewegung der Sperrstange 10 nicht zu behindern. Weiters ist an seinem hinteren Ende eine Bohrung 28 vorgesehen, die eine Druckfeder 29 teilweise aufnimmt. Diese stützt sich am Boden 31 des Verschlusses 6 ab, der dazu einen abschraubbaren Boden 31 mit einem Zentrierzapfen 30 aufweist, der Teil einer Stellschraube 35 ist. Der Boden 31 nimmt weiters einen elastischen Ring 32 auf, der als hinterer Anschlag
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dient. Ein weiterer, vorderer Anschlagring 33 kann an dem eine Schulter bildenden ersten Teil 21 des Ausgleichskolbens 20 angebracht sein.
Im ersten zylindrischen Teil 23 des Verschlusses ist weiters beiderseits eine Queröffnung 34, hier eine Bohrung, angebracht, die als Entlastungsbohrung dient.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende: wenn in der gezeigten Stellung der Schuss ausgelöst wird, strömt Druckgas durch den Druckgaskanal 4 in die Druckkammer 18. Durch den dort herrschenden Druck wird das Geschoss 14 nach vorne durch den Lauf 2 ausgetrieben, was mit dem Pfeil 40 angedeutet ist, und durch den auf die Stirnfläche 25 wirkenden Druck der Ausgleichskolben 20 nach hinten bewegt, was durch den Pfeil 41 angedeutet ist. Nach dem Impulssatz ist zu jedem Zeitpunkt das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit dieser beiden sich gegenläufig bewegenden Teile gleich. Dadurch, dass die Masse des Ausgleichskolbens 20 ein Vielfaches der des Geschosses 14 beträgt, wird dieser sich nur relativ langsam und daher auch nicht soweit gegen die Kraft der Rückhohlfeder 29 rückwärts bewegen.
Sobald die Stirnfläche 25 die ins Freie führende Querbohrung 34 im Verschluss 6 erreicht, wird der Druck in der Druckkammer sehr schnell abgebaut. Die Druckfeder 29 ist so ausgelegt, dass das eintritt, sobald das Geschoss 14 die nicht dargestellte vordere Laufmündung erreicht hat. Der Ausgleichskolben 20 bewegt sich dann nur mehr aufgrund seiner Massenträgheit ein kleines Stück weiter, oder er stösst an dem Anschlagring 32 an. Das kann der Zielgenauigkeit nicht mehr schaden, da das Geschoss 14 den Lauf bereits verlassen hat. Nun wird der Ausgleichskolben 20 von der Feder 29 wieder vorgedrückt, bis sein zweiter Teil 22 am vorderen Anschlag 33 zum Stillstand kommt.
Zum Laden der Waffe wird dann der gesamte Verschluss 6 durch Ausschwenken des Spannhebels 8 nach hinten gezogen. Dabei bleibt der Ausgleichskolben passiv.
Die Variante der Fig. 2 unterscheidet sich davon nur in der Steuerung der Queröffnungen und in der federnden Abstützung des Ausgleichskolbens 20. Die Queröffnungen sind hier Schlitze 41. Sie werden gleichzeitig freigegeben, wenn der hier kürzer ausgeführte erste Teil 40 des Ausgleichskolbens aus der Büchse 23 ganz ausgetreten ist, wie in Fig. 3 zu sehen. Auch hier sind die Queröffnungen 41 beiderseits des Verschlusses 6 angeordnet, um die Waffe nicht durch Seitenkräfte abzulenken, siehe Fig. 4. Die federnde Abstützung wird hier nur durch einen Gaspolster im dicht geschlossenen Raum 42 hinter dem Ausgleichskolben besorgt.
Dazu ist die Spannstange 10 am Verschluss 6 weiter aussen angelenkt.
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Fig. 5,6 und 7 zeigen die zweite Ausführungsform in einem Gewehr. Der Lauf ist mit 50 bezeichnet, der Verschluss summarisch mit 51, er besteht aus einem vorderen Teil 52 und einem hinteren Teil 54. Der vordere Teil 52 ist fest und übergreift den Lauf 50. Der feste Teil 52 weist eine Lademulde 53 auf. Der hintere Teil 54 des Verschlusses 51 ist auf einem Rohrfortsatz 55 des ersten Teiles 52 verschiebbar geführt. Er wird zum Laden mittels einer nicht dargestellten Spannstange nach hinten gezogen. Im Boden des beweglichen Teiles 54 ist ein Ladebolzen 56 mittels eines Gewindes 57 befestigt. Er weist vorne einen Führungskragen 58 und einen Ladefinger 59 auf, der beim Schliessen des Verschlusses das Geschoss 14 in die dargestellte Position bringt. Hinter dem Geschoss 14 mündet wieder ein Druckgaskanal 71.
Der Ladebolzen 56 durchsetzt einen hohlzylindrischen Ausgleichskolben 60, der auf diesem frei und mit Spiel verschiebbar ist und einen Bremskolben 61, der auf diesem dichtend verschiebbar ist. An den Rohrfortsatz 55 ist mittels des Gewindes 63 noch eine Rohrverlängerung 62 angeschraubt, die mit einem Stopfen 64 verschlossen ist. Diese Teile bilden einen dichten Raum 65 für das Gaspolster.
Durch die Durchbrechungen 66 des Führungskragens 58 wirkt Druckgas auf die konische Stirnfläche 67 des Ausgleichskolbens 60. Dieser konische Stimteil des Ausgleichskolbens 60 weist, wie aus Fig. 7 ersehbar, Schlitze 68 auf, die eine elastische Verformung nach aussen gestattet. Hinter dem Kragen 58, der dem Ausgleichskolben 60 als Anschlag dient, bildet der Ladebolzen 56 eine Verdickung 69, sodass der Ausgleichskolben 60 in seiner vorderen Stellung reibschlüssig festgehalten wird. Schliesslich sind noch die Queröffnungen 70 zu erkennen.
Die Arbeitsweise unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform vor allem dadurch, dass zum Laden der bewegliche Teil 54 des Verschlusses 51 mit dem Ladebolzen 56 nach hinten gezogen werden kann. Dabei nimmt der Führungskragen 58 den Ausgleichskolben 60 mit.
Durch die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Vorderteil des Ausgleichskolbens 60 und der Verdickungen 69 wird beim Verriegeln des Verschlusses der Ausgleichskolben 60 nach vorne mitgenommen. Wird der Schuss ausgelöst, so beaufschlagt das bei 71 eintredende Druckgas durch die Durchbrechungen 66 hindurch die Strinfläche 67des Ausgleichskolbens 60. Dieser wird zurück geschleudert, bis er am Bremskolben 61 anschlägt und diesen gegen die Federwirkung des Gaspolsters nach hinten bewegt. Sobald der Verschlussteil des
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Ausgleichskolbens 60 die Queröffnungen 70 freigegeben hat, wird der Ausgleichskolben durch das unter Druck stehende Luftpolster 65 und über den Bremskolben 61 wieder nach vorne geschleudert, bis er am Führungskragen 58 anschlägt und durch den Reibschluss an der Verdickung 69 festgehalten wird.
Es liegt im Bereich der Erfindung verschiedene beschriebene Massnahmen zu kombinieren. So kann etwa die Steuerung der Queröffnungen, egal ob es sich um Schlitze 41 oder um Bohrungen 34 handelt, an verschiedenen Stellen des Verschlusses angebracht und von verschiedenen Teilen des Ausgleichskolbens betätigt werden. Weiters kann zur Kompensation der Geschossreibung entweder die Stirnfläche des Ausgleichskolbens verringert oder die federnde Abstützung mittels einer metallischen oder mittels einer Gasfeder vorgenommen werden bzw. durch Verwendung einer Kombination von zwei oder allen drei Massnahmen der Zeitverlauf dem Reibungsverlauf des Geschosses angepasst werden. Schliesslich kann auch der Hub des Ausgleichskolbens entweder sich selbst überlassen oder mittels eines Anschlagringes 32 wie in Fig. 2 begrenzt werden.
Im letzteren Fall ist darauf zu achten, dass der Anschlag erst wirkt, wenn das Geschoss den Lauf bereits verlassen hat. Auf diese Weise ist ein vollkommener Kraftausgleich zu erreichen, während das Geschoss den Lauf durcheilt, und dadurch grosse Treffsicherheit erreicht.