CH655387A5 - Maschinenkanone. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH Maschinenkanone vom Gatling-Typ, mit einem Gehäuse (22) und einer darin um ihre Längsachse (17) drehbaren Trommel (12,14) sowie daran angeordneter Rohre (10), die auf einer zylinderförmigen Fläche angeordnet sind, wobei die Rohrachsen (48) mit gleichen Abständen voneinander beabstandet sind, und mit einer jedem Rohr zugeordneten Anzahl von Verriegelungselementen (60,62), die auf einer zylinderförmigen Fläche angeordnet sind, sowie mit Verschlüssen (24), die ebenfalls auf einer zylinderförmigen Fläche in der Trommel (12,14) zwischen den Rohren (10) eines Rohrpaares angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verschluss (24) einen Verschlusskörper (34) mit zwei sich radial erstreckenden Gleitelementen (36,38) aufweist, die in die Steuerbahnsegmente (26-32) des jeweiligen Rohres (10) eingreifen und einen Verschlusskopf (46) tragen, der für eine Oszillationsbewegung um seine Längsachse (48) bezüglich des Verschlusskörpers (34) gelagert ist und erste Verriegelungselemente (60) für den Eingriff in entsprechende zweite Verriegelungselemente (62) der Trommel (12) aufweist, dass jedes erste Verriegelungselement (60) am Verschlusskopf (46) eine radiale Verlängerung (25a) aufweist, deren Länge kürzer ist als die Hälfte des Rohrachsabstandes, wodurch jedes Verriegelungselement (60) des Verschlusskopfes (46) bei der Oszillation die benachbarten Steuerbahnsegmente (26-32) der Trommel (12) freigibt, welche die entsprechenden Gleitelemente (36,38) des jeweiligen Verschlusskörpers (34) trägt.

Die Erfindung betrifft eine Maschinenkanone gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Die ursprüngliche Maschinenkanone von Gatling geht auf die US-PS 125 563 (Gatling) aus dem Jahre 1872 zurück, die ein System mit einem drehbaren Rohrbündel beschreibt, wobei die Verschlüsse und die Zufuhr- sowie die Auswurfvorrichtungen zwangsläufig, vom Schuss unabhängig, gesteuert werden. Eine weitere auf diesem Prinzip beruhende Maschinenkanone ist unter dem Namen Vulcan-Kanone bekannt. Bei Gatling werden die Verschlüsse mittels eines schraubenli-nienförmigen Nockens in der verriegelten Stellung gehalten. Ein oszillierender Verschluss mit unterbrochenem Gewinde ist in der US-PS 2 849 921 beschrieben. Die 20-mm-Vulcan-KanoneTyp M61A1 hat keinen oszillierenden Verschlusskopf, sondern einen drehbar gelagerten Verschlussbolzen. Bei der Ausführung nach US-PS 3 595 128 ist eine Ausführung mit einem oszillierenden Verschlusskopf beschrieben, während die US-PS 3 611 871 eine Ausführung mit einem oszillierenden, hin- und herbewegbaren Rohr beschreibt. In der US-PS 3 766 821 sind eine vollständig drehbare Manschette und ein nicht-rotierbarer Verschlusskopf beschrieben. In einem technischen Bericht ADTC-TR-73-66 ist eine 30-mm-MaschinenkanoneTyp GAU-8/A mit einem Verschluss mit einem oszillierenden Kopf beschrieben. Bei diesem Verschluss ist der Spannbolzen mittels eines Federkreuzbolzens im Zündstift gehalten, welcher Bolzen durch den Zündstift und den Spannbolzen eingesetzt ist, wobei dieser Bolzen entfernt werden muss, um die Einheit zu zerlegen. Anschliessend muss ein Federkreuzbolzen entfernt werden, der einen Kopfbolzen mit dem Verschlussträger verbindet, damit der Verschlusskopf um 90° im Verschlussträger zum Entfernen des Passstiftes gedreht werden kann, welcher Passstift eine Exzenterrolle am Verschlusskopf befestigt. Zur Entfernung des Federbolzens werden ein Durchtreiber und ein Hammer benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschinenkanone zu schaffen, welche die Nachteile nicht aufweist und insbesondere einfach herzustellen und zu bedienen ist.

Die Aufgabe ist mittels der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches gelöst.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Maschinenkanone vom Gatling-Typ mit einem Verschluss gemäss der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Verschlusses,

Fig. 3 einen Querschnitt III-III der in Fig. 1 dargestellten Maschinenkanone und

Fig. 4 eine Teildarstellung des Verschlusses nach Fig. 3 in grösserem Massstab mit einwirkenden Kräften.

Die in Fig. 1 gezeigte Maschinenkanone vom Gatling-Typ ist mit vom Schuss unabhängig gesteuerten Verschlüssen versehen, während Steuerorgane in der umlaufenden Trommel das Schliessen, Verriegeln und Öffnen der Verschlüsse besorgen.

Die Maschinenkanone umfasst z.B. 4,5 oder 6 Rohre 10, die an einer vorderen Trommel 12 angeordnet sind, die mit einer hinteren Trommel 14 verbunden ist. Die Trommel 14 ist an einem hinteren Verschlussdeckel 16 angebracht und ist für eine Drehung um eine Rohrbündelachse 17 an einem vorderen 18 und einem hinteren Lager 20 in einem feststehenden, dreiteiligen Gehäuse 22 gelagert. Beispielsweise vier Steuerbahnen 26,28,30 und 32 sind mit der umlaufenden Trommel 12,14 verbolzt, wobei zwischen den Steuerbahnen Verschlüsse 24 angeordnet sind. Jeder Verschluss weist einen Verschlusskörper 34 mit Gleitelementen 36,38 auf, die mit den Steuerlaufbahnen der Trommel 12, 14 in Eingriff sind. Eine Kurvenrolle 40 ist auf einem Kopfstift 42 gelagert, der auf einer radialen Achse am Verschlusskörper 34 befestigt ist. Die Rolle 40 läuft in der im Gehäuse 22 ausgebildeten Verschlusssteuerbahn 44. Wenn sich dieTrommel 12,14 mit den Verschlüssen 24 dreht, bewegt die Verschlusssteuerbahn 44 die Verschlüsse 24 hin und her zwischen ihren vorderen und hinteren Stillstandsstellungen. Ein Verschlusskopf 46 ist am Verschlusszylinder oder -körper 34 für eine begrenzte Oszillation/Rotation um seine Längsachse 48 gelagert. Der Verschlusskopf 46 weist eine Anzahl sich radial erstreckender Verriegelungsnasen oder -elemente 60 auf, von denen eine an ihrer Seite von einem nach oben stehenden Laufbahnteil 61 an der Trommel 12,14 in Eingriff genommen wird, wenn der Verschlusskopf 46 in der Freigabe-Winkelstellung ist. Dieser Laufbahnteil 61 verhindert die Drehung des Verschlusskopfes 46 bezüglich des Bolzenträgers in der Verriegelungsrichtung, ausser wenn der Verschluss 24 in seiner vorderen Stillstandsstellung ist, da in dieser Stelle der Laufbahnteil 61 endet und die Seite der Nase 60 nicht mehr in Eingriff ist.

Eine Drehung in der Freigabe-Richtung über die Freigabestellung hinaus wird von einem Verriegelungselement oder Spannstift 63 verhindert, der durch einen weiten Schlitz im Verschlusskopf 46 und einen engen Schlitz im Verschlusszylinder 34 verläuft und die Seitenwand des Schlitzes im Verschlusskopf 46 in Eingriff nimmt. Eine Rolle 50 für eine Linear- und Drehbewegung ist auf einem Kopfstift 42 gelagert, der auf einer Kurvenrolle 54 auf einer Achse, die parallel und mit Abstand zur Längsachse des Verschlusskopfes 46 verläuft, befestigt ist. Die Kurvenrolle 54 ist koaxial am Verschlusskopf 46 angebracht. In der vorderen Stillstandsstellung des Verschlusses 24 kommt die Rolle 50 mit der Nokkenbahn 56 in Eingriff, die in einem Verriegelungsnocken 58 ausgebildet ist, der am Verschlusskopf 46 befestigt ist. Wenn sich die Trommel 12,14 dreht, bewegt die Nockenbahn 56

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den Verschlusskopf 46 um seine Längsachse 48 aus einer Entin eine Verriegelungsstellung und wieder in eine Entriegelungsstellung, wodurch die Verriegelungsnasen 60 am Verschlusskopf 46 mit den Verriegelungsnasen 62, die in der vorderen Trommel 12 neben den hinteren Enden der Rohre 10 ausgebildet sind, in und ausser Eingriff gebracht werden.

Die Länge der radialen Verlängerungen oder Fortsätze der gegenseitig einander gegenüberliegenden Flächen der Bahnen 25a und 25b, in welche die Gleitelemente 36,38 von der Längsachse 48 des Schlagbolzens hineinpassen, ist bedeutend grösser als die Länge der radialen Fortsätze der Verriegelungselemente 60 von der Achse 48.

Der Verschluss 24 wird in den Trommellaufbahnen durch die axiale Komponente einer Kraft hin- und herbewegt, die durch das Zusammenwirken zwischen der Antriebsrolle des Schlagbolzens und der schraubenlinienförmigen Steuerbahn im Gehäuse 22 erzeugt wird. Die seitliche Komponente der durch diese Zusammenwirkung erzeugten Kraft muss durch eine gleiche und entgegengerichtete seitliche Kraft zwischen dem Schlagbolzen und den Trommellaufbahnen ausgeglichen werden. Da die Laufbahnen bezüglich der Steuerbahn des Rohrgehäuses 22 radial nach innen angeordnet sind, bilden die erwähnten seitlichen Kräfte ein Kräftepaar, das durch ein gleiches und entgegengesetzt gerichtetes Kräftepaar aufgehoben wird, das durch ein Paar radialer Kräfte zwischen dem Verschluss 24 und den Trommellaufbahnen entsteht.

Die radialen Kräfte sowie die seitliche Kraft zwischen dem Schlagbolzen und der Trommel 12,14 erzeugen einen Reibungswiderstand gegen eine Axialbewegung des Schlagbolzens. Da die axiale Kraftkomponente zwischen der schraubenlinienförmigen Steuerbahn und der Bolzenrolle zumindest gleich der Summe der Reibungswiderstände sein muss, ergibt sich ein maximal möglicher Steigungswinkel für die Schraubenlinie der Steuerbahn. Dieser maximale Steigungswinkel der Schraubenlinie, zusammen mit anderen funktionellen Erfordernissen der Steuerbahn, bestimmt den minimal möglichen Durchmesser der Steuerbahn.

Der seitliche Abstand zwischen dem radialen Kräftepaar ist üblicherweise mit dem Aussendurchmesser des Verschlusskopfes vergleichbar. Somit beträgt der seitliche Abstand annähernd das Zweifache des bestehenden,

wodurch die Grösse der radialen Kräfte zwischen dem Verschluss und den Trommellaufbahnen nur noch halb so gross ist wie bisher. Da die Summe der seitlichen und radialen

Kräfte zwischen dem Verschluss 24 und der Trommel 12,14 dadurch reduziert wird, wird der erzeugte Reibungswiderstand vermindert, und die minimal mögliche Achsenkomponente der Rollenkraft wird reduziert. Die Verminderung der s axialen Komponente der Rollenkraft relativ zur seitlichen Komponente erhöht den maximal möglichen Steigungswinkel der Schraubenlinie und vermindert dadurch den minimal möglichen Durchmesser der Kanone.

Der Vorteil, der sich durch die Erweiterung der Verschlusslaufbahnen auf die maximal mögliche Grösse ergibt, kann mit Bezug auf Fig. 4 und durch Betrachtung der auf den Bolzen wirkenden Kräfte erläutert werden.

Die von der Wand der Verschlusssteuerbahn 44 auf die Bolzenantriebsrolle senkrecht zur Längsachse ausgeübte Kraftkomponente ist mit Fr bezeichnet.

Diese Kraft neigt dazu, den Bolzen im Gegenuhrzeigersinn mit einem Moment Fr x di, wobei di der Abstand der Kraft über der Laufbahn ist, zu kippen. Dem Moment Fr x di, das oftmals als Kippmoment bezeichnet wird, wirkt ein Kräftepaar entgegen, das von den Laufbahnkräften Fi erzeugt wird. Die Grösse des Kräftepaares ist Fi x d2, wobei ài die Laufbahnbreite ist. Da der Bolzen in einem Drehgleichgewicht sein muss, gilt

Fr x di — FtXdj aufgelöst nach Fi

Dieser Ausdruck zeigt, dass die Laufbahnkraft direkt proportional zur Rollenhöhe und umgekehrt proportional der Laufbahnbreite ist. Die Laufbahnkraft kann ihren geringsten Wert oder umgekehrt die Rollenkraft ihren höchsten Wert annehmen, indem die Laufbahnbreite dì erhöht und die Rollenhöhe di verringert wird.

Die Reibung, welche die Bolzenbewegung begrenzt und eine erhöhte Antriebsleistung erforderlich macht, wird von der Laufbahnkraft Fi erzeugt. Diese Reibung sollte vermindert und die Rollenbelastung erhöht werden, um den geringsten Durchmesser der Verschlusssteuerbahn und dadurch den geringsten Durchmesser des Gatling-Geschützes zu erreichen.

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3 Blatt Zeichnungen