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Die Erfindung betrifft eine Rohrbremse zum Abbremsen von rücklaufenden Massen einer Rohrwaffe, umfassend einen Hohlzylinder, der einen mit einem Fluid gefüllten Innenraum aufweist, eine in dem Hohlzylinder angeordnete Regelstange, die ein Ende aufweist, das mit dem Hohlzylinder verbunden ist und eine die Regelstange umgebende Kolbenstange, die innerhalb des Hohlzylinders in einer Axialrichtung des Hohlzylinders beweglich angeordnet ist.
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Weiterhin betrifft die Anmeldung eine Rohrwaffe, insbesondere eine Großkaliberwaffe, umfassend zumindest eine solche Rohrbremse.
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Für die Präzision von Rohrwaffen und besonders großkalibrigen Rohrwaffen ist es wichtig, dass das Waffenrohr während des Geschossdurchlaufes möglichst nicht zu Schwingungen angeregt wird. Heutige großkalibrige Waffenrohre weisen einen Waffenrücklauf auf, der durch Rohrbremsen abgebremst wird. Die Bremskraft wird dabei üblicherweise wegabhängig vom Waffenrücklauf durch eine Flüssigkeitsbremse erzeugt. Dabei wird eine Hydraulikflüssigkeit durch einen Regelspalt gepresst. Der Regelspalt ist mit dem Rücklauf veränderlich und steuert so die Bremskraft.
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Aus der
DE 10 2017 103 052 A1 ist ein Rohrbremse mit einem Hohlzylinder bekannt, der mit Fluid gefüllt ist. Innerhalb des Hohlzylinders befindet sich eine bewegliche Kolbenstange und eine innerhalb der Kolbenstange angeordnete Regelstange. Die Regelstange weist ein sich veränderndes Regelprofil auf.
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Aus der
DE 30 15 126 A1 ist ein hydropneumatischer Rohrvorhohler und eine Rohrbremse für ein Rücklaufgeschütz bekannt, wobei eine Kolbenstange in einem Hohlzylinder ausgebildet ist, die einen fest mit der Kolbenstange verbundenen Kolben aufweist.
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Die
US 4,502,366 und die
DE 29 43 083 B1 offenbaren eine hydraulische Rücklaufbremse mit einem Hydraulikzylinder und einer darin angeordneten Kolbenstange.
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Aus der
EP 0 351 501 A1 ist eine Rohrbremse bekannt. Die Rohrbremse umfasst einen mit Fluid gefüllten Hohlzylinder. In dem Hohlzylinder ist eine Regelstange angeordnet und ein Ende der Regelstange ist mit dem Hohlzylinder verbunden. Um die Regelstange herum ist eine Kolbenstange einstückig mit einem Kolben ausgebildet, die innerhalb des Hohlzylinders beweglich ist. Wenn ein Geschoss abgefeuert wird und das Waffenrohr durchläuft, bewegt das Waffenrohr zurück. Der einstückig mit der Kolbenstange ausgebildete Bremskolben erzeugt währenddessen eine Bremskraft. Ferner weist die Rohrbremse einen Kolbenring hinter dem Kolben auf. Der Kolben und der Kolbenring weisen eine Bohrung auf, sodass Hochdruckseite und Niederdruckseite in Ruheposition durch den Kolben und den Kolbenring hindurch verbunden sind. Die Bohrung ist für eine Vorlaufdrosselung ausgebildet.
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Aufgrund des Aufbaus der bekannten Waffenbremsen wird, während das Geschoss das Waffenrohr durchläuft eine Bremskraft erzeugt, die auf das Waffenrohr wirkt, was zu einer Schwingungsanregung des Waffenrohres führt. Dies hat negative Effekte auf die Präzision der Waffe.
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Ausgehend davon, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rohrbremse zu schaffen, die während das Geschoss sich noch im Waffenrohr befindet einen freien Rücklauf des Waffenrohrs ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Rohrbremse des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird eine Rohrbremse zum Abbremsen von rücklaufenden Massen einer Rohrwaffe bereitgestellt, umfassend einen Hohlzylinder, der einen mit einem Fluid gefüllten Innenraum aufweist, eine in dem Hohlzylinder angeordnete Regelstange, die ein Ende aufweist, das mit dem Hohlzylinder verbunden ist, eine die Regelstange umgebende Kolbenstange, die innerhalb des Hohlzylinders in einer Axialrichtung des Hohlzylinders beweglich angeordnet ist, wobei auf der Kolbenstange ein in der Axialrichtung verschiebbar angeordneter Kolben ausgebildet ist, der eine Hochdruckseite von einer Niederdruckseite des Innenraums fluidisch trennt.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Rohrwaffe nach Anspruch 12 bereitgestellt, die zumindest eine solche oder wie nachfolgend beschrieben weitergebildete Rohrbremse aufweist.
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Bei der Rohrwaffe handelt es sich vorzugsweise um eine solche Waffe, die üblicherweise eine oder mehrere Rohrbremsen aufweist. Vorzugsweise handelt es sich bei einer solchen Waffe um eine Mittel- oder Großkaliberwaffe.
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Bei den rücklaufenden Massen handelt es sich um die Teile eine Rohrwaffe, die rückstoßbedingt entgegen der Schussrichtung ausgelenkt werden. Hierzu gehören insbesondere Waffenrohr und Verschluss.
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Vorzugsweise ist das Ende der Regelstange umfänglich mit dem Hohlzylinder verbunden.
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Der Hohlzylinder weist die Hochdruckseite und die Niederdruckseite auf. Während das Waffenrohr durch die Rohrbremse abgebremst wird und sich die Kolbenstange zusammen mit dem Kolben durch den Hohlzylinder bewegen ist auf der Hochdruckseite der Druck höher als auf der Niederdruckseite.
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Vorzugsweise ist der Hohlzylinder der Rohrbremse mit der Wiege der Rohrwaffe verbunden und die Kolbenstange mit den rücklaufenden Massen der Waffe. Es ist aber auch möglich, dass die Rohrbremse mit den rücklaufenden Massen der Waffe und die Kolbenstange mit der Wiege verbunden ist.
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Die Kolbenstange ist innerhalb des Hohlzylinders in Axialrichtung des Hohlzylinders beweglich.
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Der Kolben ist auf der Kolbenstange in Axialrichtung des Hohlzylinders verschiebbar angeordnet.
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Hierdurch wird erreicht, dass das Waffenrohr einen freien Rücklauf durchführen kann während ein abgefeuertes Geschoss das Waffenrohr durchläuft. Die Rohrbremse ist während dessen bremswirkungslos. Die Bremswirkung der Rohrbremse setzt erst ein, nachdem das Geschoss das Waffenrohr verlassen hat. Dabei wird auch eine geringe Restbremskraft durch die Rohrbremse verhindert. Hierdurch wird erreicht, dass das Waffenrohr während des Geschossdurchlaufs möglichst wenig zu Schwingungen angeregt wird. Dies hat einen positiven Effekt auf die Präzision der Rohrwaffe.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Rohrbremse kann vorgesehen sein, dass der Kolben die Hochdruckseite von der Niederdruckseite derart fluidisch trennt, dass, insbesondere in einem Bereich zwischen einer Außenkontur der Kolbenstange und einer Innenkontur des Hohlzylinders, eine fluidische Kommunikation zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite durch den Kolben hindurch ausgeschlossen ist. Hierdurch wird erreicht, dass sich der Kolben frei auf der Kolbenstange bewegen kann, ohne dass das Fluid zwischen einer Außenkontur der Kolbenstange und einer Innenkontur des Hohlzylinders durch den Kolben fließen kann. Der Kolben dichtet diesen Bereich zwischen der Außenkontur der Kolbenstange und einer Innenkontur des Hohlzylinders ab.
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Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um eine Hydraulikflüssigkeit.
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Weiterhin kann die Rohrbremse vorsehen, dass der in Axialrichtung axial verschiebbare Weg des Kolbens zumindest so groß ist, wie der Rücklaufweg der rücklaufenden Massen, während eines Geschossdurchlaufs durch die Rohrwaffe.
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Hierdurch wird sichergestellt, dass ein Geschoss das Waffenrohr verlassen hat, bevor die Rohrbremse greift, sodass das Waffenrohr einer Rohrwaffe möglichst wenig zu Schwingungen angeregt wird.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Rohrbremse kann weiter vorgesehen sein, dass der Kolben zwei, im Wesentlichen radial, verlaufende Stirnflächen aufweist. Hierdurch wird ein kompakter Aufbau des Kolbens und eine gleichmäßige Druckverteilung über den Kolben gewährleistet. Zudem werden konstruktive Schwachstellen vermieden und eine gute Abdichtungswirkung erreicht.
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Vorzugsweise kann die Rohrbremse derart ausgestaltet sein, dass der Kolben eine hochdruckseitige Stirnfläche aufweist, deren gesamte Stirnfläche in einer Ruheposition mit der Hochdruckseite korrespondiert. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Stirnfläche auch in einer Anschlagposition und einer Position zwischen Ruheposition und Anschlagposition mit der Hochdruckseite korrespondiert.
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In vorteilhafter Weiterbildung kann die Rohrbremse vorsehen, dass der Kolben eine niederdruckseitige Stirnfläche aufweist, deren gesamte Stirnfläche jederzeit mit der Niederdruckseite korrespondiert.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kolbenstange über ihre gesamte Länge eine im Wesentlichen zylindrische Außenkontur aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass eine axiale Verschiebbarkeit des Kolbens über einen großen Weg möglich ist. Somit können auch verhältnismäßig langsame Geschosse das Waffenrohr verlassen, bevor die Bremswirkung der Rohrbremse greift.
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In Ausgestaltung des Kolbens kann vorgesehen sein, dass innerhalb der Kolbenstange, insbesondere zwischen Kolbenstange und Regelstange ein Regelspalt ausgebildet ist, der die Hochdruckseite und die Niederdruckseite verbindet, wobei die Kolbenstange zumindest eine Öffnung aufweist, die die Hochdruckseite und den Regelspalt miteinander verbindet.
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Vorzugsweise ist die Öffnung vor einer Ruheposition des Kolbens angeordnet ist.
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Alternativ kann die Öffnung aber auch hinter einer Ruheposition des Kolbens angeordnet sein, sodass die Öffnung erst freigegen wird, wenn der Kolben die Öffnung passiert hat.
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Hierdurch wird erreicht, dass die während des Bremsvorgangs das Fluid nur durch den Regelspalt von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite strömen kann und sich somit aufgrund der Dimensionierung des Regelspalts eine definierte Bremswirkung einstellt.
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Unter Ruheposition wird die Position des verschiebbar angeordneten Kolbens verstanden, in welcher sich der Kolben vor Schussabgabe befindet.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Regelspalt in Ruheposition des Kolbens mit der Hochdruckseite und der Niederdruckseite kommuniziert. Der Regelspalt weist dazu eine Öffnung auf, die mit der Hochdruckseite verbunden ist und eine Öffnung die mit der Niederdruckseite verbunden ist.
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Der Regelspalt und der Kolben sind dabei derart positioniert und im Falle des Kolbens derart beweglich, dass der Regelspalt durch den Kolben zu keiner Zeit verschlossen ist. Somit verschließt der Kolben weder in Ruheposition noch in Endposition, noch in einer Position zwischen Ruheposition und Endposition den Regelspalt.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Kolben an der hochdruckseitigen Stirnfläche eine Fase aufweist, welche den gleichen Neigungswinkel wie die Öffnung aufweist.
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Vorzugsweise wird hierdurch in Ruheposition die Kontur der Öffnung durch die Fase des Kolbens verlängert.
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Für den Fall das der Kolben in seiner Ruheposition zumindest teilweise über der Öffnung angeordnet ist, wird hierdurch erreicht, dass sich eine verbesserte Hydrodynamik beim Durchströmen des Regelspalts, im Bereich der Öffnung ergibt.
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In Weiterbildung der Rohrbremse kann vorgesehen sein, dass die Rohrbremse ein auf der Kolbenstange angeordnetes Anschlagelement aufweist, zur Bereitstellung eines Endanschlags in einer Endposition des Kolbens.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Rohrbremse.
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Rohrbremse 1. Die Rohrbremse 1 ist zum Abbremsen von rücklaufenden Massen einer Rohrwaffe vorgesehen. Die Rohrbremse 1 weist einen Hohlzylinder 10 auf, der einen mit einem Fluid gefüllten Innenraum 11 hat. Der Innenraum 11 weist eine Hochdruckseite 14 und eine Niederdruckseite 12 auf.
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Ferner umfasst die Rohrbremse 1 eine in dem Hohlzylinder 10 angeordnete Regelstange 40. Die Regelstange 40 weist ein Ende 42 auf, das mit dem Hohlzylinder 10 verbunden ist. Regelstange 40 und Hohlzylinder 10 sind dazu vorzugsweise miteinander verschraubt. Die Regelstange 40 ist somit im montierten Zustand nicht gegenüber dem Hohlzylinder 10 beweglich.
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Die Rohrbremse 1 umfasst ferner eine die Regelstange 40 umgebende Kolbenstange 30, die innerhalb des Hohlzylinders 10 in einer Axialrichtung A des Hohlzylinders 10 relativ zum Hohlzylinder 10 und der Regelstange 40 beweglich angeordnet ist. Die Kolbenstange 30 ist wie aus 1 ersichtlich ein rohrförmiges Bauteil, in welchem die Regelstange 40 angeordnet ist.
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Der Hohlzylinder 10 der Rohrbremse 1 ist mit einer Wiege der Rohrwaffe verbunden und die Kolbenstange 30 mit den rücklaufenden Massen der Waffe. Es ist aber alternativ auch möglich, dass der Hohlzylinder 10 mit den rücklaufenden Massen der Waffe und die Kolbenstange 30 mit der Wiege verbunden ist.
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Innerhalb des Hohlzylinders 10 ist ferner ein in einer Axialrichtung A verschiebbarer Kolben 20 angeordnet. Der Außendurchmesser ist derart dimensioniert, dass dieser unwesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des Hohlzylinders 10, sodass diese eine Spielpassung ausbilden, die es erlaubt, dass der Kolben 20 innerhalb des Hohlzylinders 10 in der Axialrichtung A verschiebbar ist. Ferner weist der Kolben 20 Dichtungen auf, sodass dieser an seinem Außendurchmesser gegenüber dem Hohlzylinder 10 abgedichtet ist.
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Innerhalb des Kolbens 20 lagert die Kolbenstange 30, die relativ zu dem Kolben verschiebbar ist, sodass auf der Kolbenstange 30 der in der Axialrichtung A verschiebbar angeordnete Kolben 20 ausgebildet ist, der die Hochdruckseite 14 von der Niederdruckseite 12 fluidisch trennt. Dabei ist der Kolben 20 zwischen einer Ruheposition R und einer Endposition E axial entlang der Kolbenstange 30 verschiebbar.
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Auf der Kolbenstange 30 ist ferner an einem Ende ein Anschlagelement 50 angeordnet, zur Bereitstellung eines Endanschlags in einer Endposition E des Kolbens 20. Ferner dient das Anschlagelement 50 dazu, ein elastisches Mittel 16 auf der Kolbenstange 30 zu halten und einen Endanschlag für das elastische Mittel 16 bereitzustellen.
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Die andere Seite des elastischen Mittels 16 ist am Kolben 20 abgestützt und sorgt dafür, dass dieser gegenüber dem Anschlagelement 50 eine definierte Vorspannung aufweisen kann. In Ausgestaltung ist das elastische Mittel 16 beispielsweise eine Feder. Anschlagelement 50 ist dazu beispielsweise auf die Kolbenstange 30 aufgeschraubt und/oder durch eine Schraube gesichert.
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Auf der Kolbenstange 30 ist der in der Axialrichtung A verschiebbar angeordnete Kolben 20 ausgebildet, der die Hochdruckseite 14 von der Niederdruckseite 12 fluidisch trennt. Dabei ist der Kolben 20 zwischen einer Ruheposition R und einer Endposition E axial entlang der Kolbenstange 30 verschiebbar. Die Ruheposition R definiert dabei eine Position des Kolbens 20 bevor ein Geschoss abgefeuert wird und die Endposition E des Kolbens 20 wird durch das auf der Kolbenstange 30 angeordnete Anschlagelement 50 definiert. Ferner sind Kolben 20 und Kolbenstange 30 zusammen gegenüber dem Hohlzylinder 10 axial verschiebbar.
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Der Kolben 20 trennt die Hochdruckseite 14 von der Niederdruckseite 12 dabei fluidisch derart, dass, insbesondere in einem Bereich B zwischen einer Außenkontur der Kolbenstange 30 und einer Innenkontur des Hohlzylinders 10, keine fluidische Kommunikation zwischen der Hochdruckseite 14 und der Niederdruckseite 12 durch den Kolben 20 hindurch ausgebildet ist. Vielmehr muss das Fluid zur fluidischen Kommunikation durch einen Regelspalt 34 fließen, der die Hochdruckseite 14 mit der Niederdruckseite 12 verbindet.
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Der Regelspalt 34 ist innerhalb der Kolbenstange 30, insbesondere zwischen Kolbenstange 30 und Regelstange 40 ausgebildet. Die Kolbenstange 30 weist zumindest eine Öffnung 32 auf, die die Hochdruckseite 14 und den Regelspalt 34 miteinander verbindet, wobei die Öffnung 32 vor der Ruheposition R des Kolbens 20 angeordnet ist. Alternativ kann die zumindest eine Öffnung 32 auch derart angeordnet sein, dass diese erst durch das Verschieben des Kolbens 20 auf der Kolbenstange 30 freigegeben wird (nicht dargestellt).
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Die andere Seite des Regelspalts 34 ist mit der Niederdruckseite 12 über eine weitere Öffnung verbunden, sodass der Regelspalt 34 die Hochdruckseite 14 und die Niederdruckseite 12 miteinander verbindet.
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Ein in Axialrichtung A axial verschiebbarer Weg L des Kolbens 20 ist zumindest so groß, wie der Rücklaufweg der rücklaufenden Massen, während eines Geschossdurchlaufs durch die Rohrwaffe, also den Weg, den die rücklaufende Masse zurücklegt bis das Geschoss das Waffenrohr verlässt.
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Während das Waffenrohr durch die Rohrbremse 1 abgebremst wird und sich die Kolbenstange 30 zusammen mit dem Kolben 20 durch den Hohlzylinder 10 bewegt, ist auf der Hochdruckseite 14 der Druck höher als auf der Niederdruckseite 12.
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Der Kolben 20 weist zwei im Wesentlichen radial verlaufende Stirnflächen 22, 24 auf. Eine der beiden Stirnflächen 22, 24 ist eine hochdruckseitige Stirnfläche 24, deren gesamte Stirnfläche 24 in einer Ruheposition R mit der Hochdruckseite 14 korrespondiert. Die andere Stirnfläche ist eine niederdruckseitige Stirnfläche 22, die jederzeit mit der Niederdruckseite 12 korrespondiert.
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An der hochdruckseitigen Stirnfläche 24 weist der Kolben 20 eine Fase 28 auf, welche den gleichen Neigungswinkel wie die Öffnung 32 aufweist. In der in 1 gezeigten Ruheposition R wird die Kontur 33 der Öffnung 32 durch die Fase 28 des Kolbens 20 verlängert.
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Die niederdruckseitige Stirnfläche 22 weist eine Nut auf, in der das elastische Mittel 16 lagert.
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Wird ein Geschoss abgefeuert und bewegt sich dieses durch den Lauf, so läuft die rücklaufende Masse der Rohrwaffe zurück. Die Kolbenstange 30 die ebenfalls mit den rücklaufenden Teilen der Rohrwaffe verbunden ist läuft ebenso zurück, sodass sich die Kolbenstange 30 gegenüber dem Kolben 20 innerhalb des Hohlzylinders 10 der Rohrbremse 1 in der Axialrichtung A verschiebt. Der Kolben 20 verbleibt dabei aufgrund seiner Massenträgheit in seiner Position. Während das Geschoss sich durch den Lauf bewegt dauert diese Relativverschiebung an. Der axial verschiebbare Weg L des Kolbens 20 auf der Kolbenstange 30 ist dabei derart dimensioniert, dass für die gesamte Dauer, die das Geschoss für den Durchlauf durch das Waffenrohr braucht, die Kolbenstange 30 sich relativ zu dem Kolben 20 bewegt und die rücklaufende Masse ungebremst zurücklaufen kann. Mit anderen Worten ist der Weg L zwischen Ruheposition R und Endposition E des Kolbens 20 auf der Kolbenstange 30 so groß gewählt, dass das Geschoss das Waffenrohr verlassen hat, bevor der Kolben 20 an dem Anschlagelement 50 anliegt.
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Während der Kolben 20 auf der Kolbenstange 30 zurückläuft wird das als Feder, insbesondere als Druckfeder, ausgebildete elastische Mittel 16 komprimiert. Erst wenn das Geschoss das Waffenrohr verlassen hat, gelangt der Kolben 20 an das Anschlagelement 50 und wird durch die Kolbenstange 30 mitgenommen, sodass sich Kolben 20 und Kolbenstange 30 ab diesem Zeitpunkt gemeinsam durch den Hohlzylinder 10 der Rohrbremse 1 bewegen und die Bremswirkung der Rohrbremse 1 einsetzt. Dazu wird das Fluid durch die zumindest eine Öffnung 32 in der Kolbenstange 30 durch den Regelspalt 34 von der Hochdruckseite 14 auf die Niederdruckseite 12 gepresst, wodurch sich der Bremsdruck aufbaut und die Bremskraft der Rohrbremse erzeugt wird.
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Soweit sich die vorstehende Offenbarung auf eine Rohrbremse 1 als solche bezieht, so gilt diese gleichzeitig auch für eine Rohrwaffe mit einer solchen Rohrbremse 1 als offenbart.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rohrbremse
- 10
- Hohlzylinder
- 11
- Innenraum
- 12
- Niederdruckseite
- 14
- Hochdruckseite
- 16
- elastisches Mittel
- 20
- Kolben
- 22
- niederdruckseitige Stirnfläche
- 24
- hochdruckseitige Stirnfläche
- 28
- Fase
- 30
- Kolbenstange
- 32
- Öffnung
- 34
- Regelspalt
- 40
- Regelstange
- 42
- festes Ende der Regelstange
- 50
- Anschlagelement
- A
- Axialrichtung
- B
- Bereich
- E
- Endposition
- L
- axial verschiebbarer Weg
- R
- Ruheposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017103052 A1 [0004]
- DE 3015126 A1 [0005]
- US 4502366 [0006]
- DE 2943083 B1 [0006]
- EP 0351501 A1 [0007]
