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Die vorliegende Erfindung betrifft generell ein Laufbettungssystem für eine Rohrwaffe, insbesondere ein Präzisionsgewehr, mit dem vor allem Laufschwingungen gedämpft werden können.
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Läufe (Rohre) von bekannten Handfeuerwaffen werden in der Regel am hinteren Ende fest in einer sogenannten Bettung eingespannt Hierbei liegt regelmäßig der Massenschwerpunkt der Waffe nicht auf der Seelen- bzw. Längsachse des Laufs. Beim Abfeuern einer Patrone wirken nun mehrere Impulse (Anzündstrahl, Lidern der Hülse, Stoßbodenschlag durch Verschlussabstand usw.) axial auf den Lauf, sodass dieser in Schwingung versetzt wird. Da der Lauf am hinteren Ende fest eingespannt ist und da der Massenschwerpunkt nicht auf der Seelenachse liegt, bilden sich Drehmomente, durch die angreifenden Impulse und ihren Abstand zum Massenschwerpunkt. In Folge dieser Drehmomente biegt sich der Lauf um den Massenschwerpunkt herum axial durch. Hierdurch werden die longitudinalen und transversalen Laufschwingungen initiiert. Diese Laufschwingungen folgen der Charakteristik eines sogenannten Halbwellenschwingers (ähnlich einer Stimmgabel), die schließlich auch einseitig gespannt ist. Je nach dem zu welchem Zeitpunkt t der Schwingung der Geschossaustritt aus der Mündung stattfindet, befindet sich der Lauf in einer spezifischen Auslenkung (Amplitude). In Folge der Inhomogenität der Munitionskomponenten ergeben sich unterschiedliche Geschossdurchlaufzeiten mit jeweils unterschiedlichen Auslenkungswinkeln des Laufes beim Geschossaustritt. Dadurch ergeben sich Fehler in der Trefferleistung einer Handfeuerwaffe; man sagt: die Waffe streut. Der Streukreis einer Waffe gibt daher Auskunft über die Grundpräzision.
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Bei bekannten Lösungen werden außerdem Läufe oftmals sehr massiv und dick ausgeführt, um die Schwingungsamplituden klein zu halten. Zumeist haben diese Läufe eine weitgehend zylindrische Außenkontur.
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So wird etwa in der
DE 195 10 754 C2 ein Waffenlauf für eine Schusswaffe beschrieben, welcher aus einem relativ dünnwandigen Grundlauf und einem Laufaußenrohr besteht, in welchem der Grundlauf angeordnet ist, wobei im Mündungsbereich zwischen Grundlauf und Laufaußenrohr eine Mündungsbuchse eingesetzt ist, die auf den Grundlauf mit einer entsprechenden Passung aufgepresst oder aufgeschrumpft ist. Hierdurch sollen verbesserte Schussergebnisse erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren bekannten Lösung sind die hinten eingespannten Läufe durch Gummipuffer an der Mündung zusätzlich gelagert. Hierdurch soll ebenfalls die Schwingung gedämpft werden.
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Durch massive bzw. dicke Läufe verkürzt sich jedoch die Periodendauer der Laufschwingungen, da massivere Körper mit höheren Frequenzen schwingen. Zusätzlich wird die Waffe hierdurch unnötig schwer. Um diesen negativen Effekten entgegenzuwirken wurden Läufe etwa kanneliert. Dies verschlechtert jedoch die Präzision, da der Abstand der Nutensohlen zur Seelenachse niemals gleich gefertigt werden können, wodurch die Laufwandungen lokal unterschiedlich dick sind. Hierdurch werden Bimetall-Effekte begünstigt und der Lauf biegt sich einseitig durch. Durch die zylindrische Außenkontur werden die Schwingungen ungehindert durch das Material geleitet und zum Teil noch verstärkt. Eine Längenänderung des Laufs infolge einer Temperaturänderung durch Wärmeeintrag kann nur sehr begrenzt ausgeglichen werden, wobei etwa die Gummipuffer an der Mündung als zweites Festlager im E-Modul des Kunststoffes wirken. Die Ursache der Schwingungen wird durch diese Lösungsansätze allerdings nicht berücksichtigt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die tatsächlichen Ursachen der Laufschwingungen auszuschalten anstatt lediglich - wie bisher - die Auswirkungen der Laufschwingungen zu beheben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Laufbettungssystem für eine Rohrwaffe, insbesondere ein Präzisionsgewehr, mit einem verschlussseitigen Endbereich und einem mündungsseitigen Endbereich, aufweisend zumindest einen ersten Montageblock, ein Trägerrohr sowie einen Lauf, wobei das Trägerrohr gleitend in dem ersten Montageblock gelagert ist und wobei der Lauf schwimmend in dem Trägerrohr gelagert ist.
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Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, sämtliche Ursachen der Laufschwingungen priorisiert aufzugreifen und durch Neukonstruktion der betreffenden Bauteile und Baugruppen die Entstehung und Weiterleitung von Schwingungen konstruktiv auszuschließen.
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Insbesondere soll die einseitig starre Lagerung durch eine schwimmende Lagerung des Laufes ersetzt werden. Dabei soll in keinem der drei Freiheitsgrade eine starre Verbindung des Laufes zum Schaftsystem bestehen. Der Lauf soll in einem Trägerrohr durch eine dämpfende Flüssigkeit schwimmend lagern. Hierdurch ist der Lauf von den übrigen Bauelementen entkoppelt und zugleich von deren Schwerpunktlagen unabhängig. Lediglich das Verschlussmodul mit der Zieloptik bleibt fest mit dem Lauf verbunden. Die dämpfende Flüssigkeit entzieht dem Lauf jegliche kinetische Energie aus möglichen Schwingungen. Zusätzlich wird auf diese Weise der Wärmeabfluss begünstigt.
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Des Weiteren soll das Laufsystem mit Verschluss während der Schussabgabe frei zurücklaufen können, sodass keine Biegung des Laufs vor dem Abgangsmoment stattfinden kann. Der Rücklauf soll nach dem Geschossabgang dynamisch gebremst werden. Hierbei findet ein Teil des Rücklaufs im Trägerrohr statt, wobei die übrige kinetische Energie auf das Trägerrohr übertragen wird, welches wiederum im Rücklauf gebremst wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Lauf schwimmend in einer dämpfenden Flüssigkeit, vorzugsweise einem nichtnewtonschen Fluid, gelagert, wobei die dämpfende Flüssigkeit in einer zwischen dem Trägerrohr und dem Lauf gebildeten Fluidkammer aufgenommen ist.
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Es sei zunächst angemerkt, dass eine newtonsche Flüssigkeit eine Flüssigkeit mit einem linear viskosem Fließverhalten ist. Bei solchen Flüssigkeiten, wie z.B. Wasser, ist die Schergeschwindigkeit direkt proportional zur Scherspannung. Nichtnewtonsche Flüssigkeiten, oder auch viskoelastische Flüssigkeiten, zeigen dagegen keinen direkt proportionalen Zusammenhang zwischen Scherspannung und Schergeschwindigkeit bei laminarem Fließverhalten. Die Eigenschaften solcher Stoffe sind Gegenstand der Rheologie.
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Das Verhalten der viskoelastischen Flüssigkeiten ist von der Schergeschwindigkeit und der Belastungsdauer abhängig. Man unterscheidet zwischen strukturviskosen (scherverdünnend), sowie dilatanten Fluiden (scherverdickend) und dem Bingham Fluid. Für die Unterbindung von Laufschwingungen sind besonders dilatante Flüssigkeiten interessant, die nach dem Prinzip der Rheopexie ihre Viskosität bei mechanischer Beanspruchung erhöhen. Durch die kinetische Energie der Laufschwingung erhöht die rheopexe dilatante Flüssigkeit schlagartig ihre Viskosität, quasi in den Zustand eines Festkörpers. Danach nimmt die Viskosität zeitversetzt wieder ab. Die Abhängigkeit dieses Vorgangs wird durch die Thixotropie beschrieben.
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Durch die dynamische Viskositätserhöhung entsteht eine der ansteigenden Phase der Schwingung nacheilende Gegenkraft. Ähnlich der Selbstinduktion einer Spule wird damit der Aufbau einer sich entwickelnden Schwingung verhindert. Eine Bewegung des Laufes wird, egal welchen Richtungsvektor die Amplitude annimmt, bereits in seiner Entstehung gehemmt. Dies gilt für alle Charakteristiken der Laufschwingungen. Bekannte viskoelastische Fluide sind vor allem verderbliche Verbindungen, z.B. Emulsionen aus Stärke und Wasser oder viele weitere Verbindungen die aus Lebensmitteln hergestellt werden können. Für die dauerhafte Anwendung in einer Rohrwaffe sind solche Fluide freilich ungeeignet.
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Eine hier zur Anwendung kommende nichtnewtonsche Flüssigkeit muss hohe Temperaturen in Folge der Schusswärme aushalten und gleichzeitig eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Die Viskosität soll dabei jedoch möglichst temperaturunabhängig sein. Ferner darf das Fluid keine toxischen Bestandteile beinhalten oder solche freisetzen. Weiterhin darf es nicht aus verderblichen Verbindungen bestehen.
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Zur verbesserten Wärmeabfuhr der Schusswärme, wird diese an das Fluid übertragen und durch Kühlrippen eines Dämpferträgers an die Außenatmosphäre abgegeben. Die Kühlrippen liegen bevorzugt unter dem Zielfernrohr hinter dem Objektiv, sodass Mirageeffekte minimiert werden. Insgesamt ergibt sich eine dickflüssige Masse, die über das Trägerrohr vor der Montage der Rohrbremse eingefüllt wird. Die thermische Ausdehnung der nichtnewtonschon Flüssigkeit wird vom Trägerrohr und der Rohrbremse kompensiert. Das Fluid ist in den Grenzen der Thixotropie geringfügig kompressibel. Wegen der guten Gleiteigenschaften unterstützt die Flüssigkeit zusätzlich eine innere Rücklauffunktion.
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Die Füllung der Fluidkammer zwischen Lauf und Trägerrohr mit nichtnewtonscher Flüssigkeit dämpft jedwede Eigenschwingung, die durch Reibung zwischen Geschoss und Lauf entsteht, sowie Impulse durch die Abzugs- und Schlossmechanik.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Trägerrohr und der zumindest eine, erste Montageblock Teil einer äußeren Lagereinheit, wobei der erste Montageblock im verschlussseitigen Endbereich angeordnet ist und wenigstens ein Gleitlager vorzugsweise ein Lineargleitlager, aufweist.
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Die äußere Lagereinheit umfasst üblicher Weise zwei Lagerstellen bzw. Montageblöcke, in welchen das Trägerrohr axial nach hinten gleitet, um den Rückstoß über Dämpfer an die beiden Montageblöcke abzugeben. Die zugehörigen Gleitlager sind jeweils als axiale Lineargleitlager ausgeführt.
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Die äußere Lagereinheit umfasst bevorzugt drei axiale Lineargleitlager, die sich auf zwei Montageblöcke aufteilen. Zwei Gleitlager sind dabei in einem ersten (hinteren) Montageblock im verschlussseitigen Endbereich nahe des Patronenlagers eingepasst. Ein weiteres Gleitlager befindet sich vorzugsweise in einem zweiten (vorderen) Montageblock im mündungsseitigen Endbereich. In diesen drei, vorzugsweise gleich großen, Lagern gleitet das Trägerrohr.
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Auf dem Trägerrohr befinden sich außenseitig bevorzugt zwei Lagersitze, die durch Spanabtrag und Politur auf das Passmaß angepasst wurden. Der vordere Montageblock und der hintere Montageblock sind auf einer Picatinny-Schiene aufgespannt, die fest mit dem Schaftsystem verbunden ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Lauf und die dämpfende Flüssigkeit in der Fluidkammer Teil einer inneren Lagereinheit mit einer ersten, im verschlussseitigen Endbereich angeordneten Gleitanordnung sowie einer zweiten, im mündungsseitigen Endbereich angeordneten Gleitanordnung, wobei die erste und die zweite Gleitanordnung jeweils zumindest eine (direkt oder indirekt) auf dem Lauf angeordnete Hydraulikdichtung umfassen. Weiter vorzugsweise weist die innere Lagereinheit weiterhin ein erstes Rücklaufbremsmodul auf, welches zumindest einen im mündungsseitigen Endbereich am Trägerrohr angeordneten Rohrbremsenträger umfasst, welcher eine auf dem Lauf fest angeordnete Rohrbremse sowie ein mit der Rohrbremse zusammenwirkendes Federelement umschließt.
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In der verschlussseitigen Gleitanordnung gleitet der Lauf axial im Trägerrohr nach hinten. Die Gleitpaarung besteht bevorzugt aus einer Stahlwelle (Lauf) und einem Gummi-Dichtring. Eine Gleitlagerung von Gummi und Stahl kann nicht als Trockenlauflager ausgeführt werden. Als Gleitmedium fungiert hier die nichtnewtonische Flüssigkeit in der Fluidkammer.
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Die zweite Gleitanordnung besteht mündungsseitig vorzugsweise zwischen der hydraulischen Rohrbremse und dem Rohrbremsenträger. Dabei ist die Hydraulikdichtung der zweiten Gleitanordnung der inneren Lagereinheit in einer umlaufenden Ausnehmung der Rohrbremse aufgenommen.
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Der Rohrbremsenträger besteht vorzugsweise aus Leichtbauwerkstoffen. Die Rohrbremse ist vorzugsweise aus Titan ausgebildet, besitzt aber eine Stangendichtung aus Gummi (SKF-Hydraulikdichtung). Auch hier fungiert die nichtnewtonsche Flüssigkeit zusätzlich als Gleitmedium. Die Lagerung basiert jedoch, aufgrund der regelmäßig engen radialen Spaltmaße von 0,2 mm als aufschwimmendes Gleitlager, sodass die Gleitpaarung hier Titan/Titan mit dem Gleitmedium nichtnewtonsche Flüssigkeit ist. Die gesamte innere Lagereinheit funktioniert insoweit wie die Lagerung eines Hydraulikkolbens in einem Hydraulikzylinder.
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Die Rohrbremse umfasst einen Regelkonus und ist fest mit dem Lauf verbunden. Der hydraulische Regelspalt, bzw. die Drosselstelle, wird durch eine Stufe im Rohrbremsenträger gebildet. Läuft nun der Lauf zurück, so wird die nichtnewtonsche Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt und durch die Drosselstelle gepresst, wobei ein Teil der kinetischen Energie über Flüssigkeitsreibung in Wärme umgewandelt wird.
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Mit steigender Laufweite wird der Regelspalt durch den Regelkonus immer enger, wodurch eine gleichmäßig verteilte Bremskraft dem Rücklauf entgegenwirkt. Nach 10 mm Rücklauf ist die Drossel geschlossen und es entsteht ein Formschluss zum Bremsenträger, der den Rücklaufimpuls nun an das äußere Rücklaufsystem abgibt. Nach der Schussabgabe wird das innere Rücklaufsystem über eine Wendelfeder zwischen Bremsbuchse und Bremsenträger wieder in die vordere Ausgangsposition gedrückt. Die Wendelfeder nimmt in diesem Fall die Aufgabe eines Rohrvorholers wahr.
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An die Abdichtung der inneren Lagereinheit werden spezielle Anforderungen gestellt. Das Trägerrohr muss zum Lauf hin abgedichtet sein, um ein Austreten der nichtnewtonschen Flüssigkeit zu verhindern. Zugleich darf die Dichtung aber nicht zu starr sein, damit Lauf und Trägerrohr weiterhin entkoppelt bleiben, sodass keine Schwingungen übertragen werden können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die äußere Lagereinheit weiterhin ein zweites Rücklaufbremsmodul auf, welches zumindest einen im verschlussseitigen Endbereich auf dem Trägerrohr angeordneten Dämpferträger umfasst, welcher zumindest einen Stoßdämpfer trägt, der sich vorzugsweise an dem ersten Montageblock abstützt.
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Das äußere Rücklaufbremsmodul besteht aus dem Dämpferträger, der den Rücklaufimpuls des Trägerrohres auf Industriedämpfer überträgt. Es werden vorzugsweise zwei Kleinstoßdämpfer verwendet. Diese zwei symmetrisch neben der Seelenachse angeordneten, Dämpfer stützen sich am hinteren Ring des Montageblockes ab.
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Durch die zwei Rücklaufdämpfer wird die Rücklaufwucht erheblich verringert, sodass sich ein deutlich verringerter Rückstoß an der Schulter ergibt. Hinzu kommen noch die rückstoßmindernden Anteile der Rohrbremse und des Signaturdämpfers.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Dämpferträger von einer am ersten Montageblock angeordneten Gleitplatte unterstützt. Die Gleitplatte dient zur verbesserten Führung des Dämpferträgers und verhindert eine azimutale Bewegung des Trägerrohres.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist anschließend an den Rohrbremsenträger im mündungsseitigen Endbereich ein Gewindeadapter (ggf. in Form einer Spannmutter) auf den Lauf aufgebracht, welcher zur Verschraubung mit einem Signaturdämpfer dient.
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Signatur- bzw. Schalldämpfer kombinieren und erweitern die Funktionen einer Mündungsbremse. Die gekapselte Bauform macht es möglich, den unter Hochdruck stehenden Pulvergasen zusätzlich kinetische, thermische und potentielle Energie (in Form von Druck) zu entziehen. Hierdurch passiert das Geschoss zeitlich versetzt, vor dem Raketeneffekt, die Mündung des Dämpfers. Unter der Voraussetzung eines hinreichend koaxial zur Seelenachse gefertigten Mündungsgewindes und hinreichender Koaxialität des Dämpfers selbst, wird das Geschoss durch die laminare Umströmung beim Durchlaufen der Blenden in seiner Richtung stabilisiert. Es verlässt den Schalldämpfer idealerweise ohne Anstellwinkel.
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Abhängig von der Masse des Schalldämpfers wird das Schwingungsverhalten des Laufes durch die Trägheit des Dämpfers in einen Halbwellenschwiriger umgewandelt. Zahlreiche Forschungsreihen haben gezeigt, dass Schalldämpfer die Trefferpräzision messbar um etwa 20-30 % verbessern. Hinzu kommt eine erhebliche Verringerung des Rückstoßes durch die Umwandlung der kinetischen Energie.
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Integralschalldämpfer stabilisieren zusätzliche den Lauf durch die Abstützung am System. Bei durchdachter Werkstoffpaarung und thermodynamisch ausgeglichenem Ausdehnungsverhalten ergibt sich hierdurch ebenfalls eine Verbesserung der Präzision.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Lauf im mündungsseitigen Endbereich lediglich mit einem Verschlussmodul der Handfeuerwaffe fest verbunden. Auf diese Weise wird die angestrebte Entkopplung von Lauf und Schaftsystem sicher gewährleistet. Da der Lauf nicht einseitig eingespannt wird, entstehen keine Halbwellenschwingungen. Zudem werden durch das Trägerrohr Rückstoßkräfte direkt am Angriffspunkt (Mündung) abgeleitet und müssen nicht durch den Lauf abgeführt werden.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass ein entsprechendes Waffensystem (d.h. Handfeuerwaffe inklusive Lauf, Zielfernrohr und Anbauteile) so ausgelegt wird, dass der Massenschwerpunkt genau auf der Seelenachse bzw. Längsachse des Laufs liegt.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Außenkontur des Laufes an keiner Stelle eine zylindrische Form auf. Vielmehr ist die Laufkontur nach dem Prinzip sich gegenseitig auslöschender Wellen und Schwingungen konzipiert. Durch die Außenkontur ohne zylindrische Flächen werden die Schwingungen und Wellen so durch das Material geleitet, dass sie sich gegenseitig auslöschen. Es entstehen keine Drehmomente die ein Durchbiegen des Laufes provozieren.
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Besonders bevorzugt wird eine mit dem erfindungsgemäßen Laufbettungssystem versehene Handfeuerwaffe mit einem Daumenabzug und einem pronaten Handgriff ausgestattet, um jedwede Schützenstreuung zu minimieren.
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Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird zum Zwecke der besseren Anschaulichkeit eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Es zeigen:
- 1: eine seitliche Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Laufbettungssystems, welches an einem Verschlussmodul einer, nur teilweise dargestellten, Handfeuerwaffe angeordnet ist;
- 2: eine Detailansicht des hinteren Montageblocks gemäß Ausschnitt E1 in 1;
- 3: die Detailansicht des hinteren Montageblocks gemäß 2 um 90° gedreht; und
- 4: eine Detailansicht der hydraulischen Rohrbremse gemäß Ausschnitt E2 in 1.
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In 1 wird eine Handfeuerwaffe mit einem erfindungsgemäßen Laufbettungssystem dargestellt. Die Handfeuerwaffe umfasst zunächst ein übliches Verschlussmodul 7 mit einem Schlagbolzen 8. Des Weiteren erkennt man den Abzug 26, das Magazin 25 sowie das Zielfernrohr 9 der Handfeuerwaffe. Der Lauf 1 ist fest am Verschlussmodul 7 angeordnet bzw. eingespannt. Die Längsachse geht durch den Lauf 1, das Patronenlager 6 und den Schlagbolzen 8 sowie durch den mündungsseitigen Signaturdämpfer 10 hindurch. Das Trägerrohr 3 ist gleitend aufgenommen in einem hinteren Montageblock 4, welcher vorzugsweise zwei Gleitlager umfasst (vgl. 2), sowie in einem vorderen Montageblock 5, welcher vorzugsweise ein Gleitlager 5a aufweist. Das Gleitlager 5a ist in einem Montagering 5b des vorderen Montageblocks 5 angeordnet. Das Trägerrohr 3 umfasst an seiner Außenseite einen hinteren Lagersitz 27 sowie einem vorderen Lagersitz 28, welche eine etwas größere Rohrwanddicke aufweisen als der mittlere Abschnitt 29 des Trägerrohrs 3. Zwischen dem Trägerrohr 3 und dem Lauf 1 ist die Fluidkammer 2 ausgebildet, welche das nichtnewtonsche Fluid enthält. Man erkennt außerdem, dass die Außenkontur des Laufs 1 an keiner Stelle eine zylindrische Form aufweist. Die Laufkontur ist nach dem Prinzip sich gegenseitig auslöschender Wellen und Schwingungen konzipiert. Durch die Außenkontur ohne zylindrische Flächen werden die Schwingungen und Wellen so durch das Material geleitet, dass sie sich gegenseitig auslöschen.
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2 stellt eine Detailansicht von insbesondere dem hinteren bzw. verschlussseitigen Endbereich E1 in 1 dar. Man erkennt wiederum das Verschlussmodul 7 und den Schlagbolzen 8. Auf dem Verschlussmodul 7 ist eine Montageschiene 11 für das Zielfernrohr 9 angeordnet. Der hintere Montageblock 4 ist auf einer Montageschiene 12 des Schaftsystems angeordnet und umfasst zwei Gleitlager 4a und 4b, in welchen das Trägerohr 3 gleitend aufgenommen ist. Die Gleitlager 4a und 4b sind wiederum in den Montageringen 4c und 4d des hinteren Montageblocks 4 angeordnet, wobei das Gleitlager 4a und der Montagering 4c den hinteren Bereich des Montageblocks 4 bilden und das Gleitlager 4b und der Montagering 4d den vorderen Bereich des Montageblocks 4. Der zwischen der Montageschiene 11 bzw. Verschlussmodul 7 und dem Montagering 4c anliegende hintere Abschnitt 30 des Trägerrohrs 3 weist wiederum eine etwas größere Rohrwanddicke auf, als der hintere Lagersitz 27. Der hintere Abschnitt 30 des Trägerrohrs 3 nimmt zudem an seiner Innenseite eine Hydraulikdichtung 15 auf, welche auf dem Lauf 1 gleitend angeordnet ist. Der Lauf 1 und die Hydraulikdichtung 15 bilden insoweit eine Gleitpaarung. Zwischen den beiden Gleitlagern 4a und 4b ist des Weiteren ein Dämpferträger 13 angeordnet, welcher sich auf einer Gleitplatte 14 (vorzugsweise aus Bronze) abstützt. Der Dämpferträger 13 umfasst Kühlrippen 13a, welche die Schusswärme, die an das nichtnewtonsche Fluid übertragen wird an die Außenatmosphäre abgegeben. Die Kühlrippen 13a liegen bevorzugt unter dem Zielfernrohr hinter dem Objektiv, sodass Mirageeffekte minimiert werden.
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3 veranschaulicht eine um 90° gedrehte Version der Detailansicht gemäß 2. Hier sind nunmehr auch die vom Dämpferträger 13 getragenen Stoßdämpfer 16a und 16b zu erkennen. Diese weisen einen Hub von jeweils etwa 10 mm auf, d.h. das Trägerrohr 3 kann in dem hinteren Montageblock 4 um etwa 10 mm zurücklaufen (äußerer Rücklauf). Dabei überträgt der Dämpferträger 13 den Rücklaufimpuls des Trägerrohres 3 auf die beiden Stoßdämpfer 16a und 16b. Bevorzugt werden zwei Kleinstoßdämpfer der Serie MC75EUM-4-880 eingesetzt. Diese haben bei einem Hub von 10 mm eine Energieaufnahme von jeweils 9 Nm pro Hub. Sie besitzen eine effektive Masse von mindestens 25 und maximal 75 kg. Die Stoßdämpfer 16a und 16b sind für Rücklaufgeschwindigkeiten um 4 m/s ausgelegt. Die Stoßdämpfer 16a und 16b sind bevorzugt symmetrisch neben der Längsachse angeordnet und stützen sich an der (hinteren) Innenseite des Montageblocks 4 ab. Durch die zwei Stoßdämpfer 16a und 16b wird die Rücklaufwucht von 32,448 Nm um 18 Nm verringert, sodass sich ein Rückstoß an der Schulter von maximal 14,448 Nm ergibt. Dies entspricht einer Reduzierung des Rückstoßes um 56 %. Hinzu kommen noch die rückstoßmindernden Anteile der Rohrbremse 18 und des Signaturdämpfers 10. Die äußere Lagereinheit wird gebildet aus den beiden Montageblöcken 4 und 5, ihren Gleitlagern 4a, 4b und 5a sowie dem Trägerrohr 3 bzw. dessen Außenseite. Die äußere Lagereinheit umfasst weiterhin ein zweites Rücklaufbremsmodul, welches einen im verschlussseitigen Endbereich E1 auf dem Trägerrohr 3 angeordneten Dämpferträger 13 umfasst, welcher die beiden Stoßdämpfer 16a und 16b trägt.
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Die 4 stellt eine Detailansicht von insbesondere dem vorderen bzw. mündungsseitigen Endbereich E2 in 1 dar. Hier wird insbesondere die hydraulische Rohrbremse 18 veranschaulicht. Die hydraulische Rohrbremse 18 ist in dem Rohrbremsenträger 18 angeordnet, welcher mündungsseitig mit einem Gewindeabschnitt 22 des Trägerrohrs 3 verschraubt ist. Der Rohrbremsenträger 18 nimmt außer der Rohrbremse 18 noch ein Federelement 21 auf, welches sich an einer Stufe 23a des Rohrbremsenträgers 17 abstützt. Zwischen der Stufe 23a und dem hydraulischen Regelkonus 18a der Rohrbremse 18 wird ein hydraulischer Regelspalt 23 gebildet. Die Rohrbremse 18 mit dem hydraulischen Regelkonus 18a ist fest mit dem Lauf 1 verbunden. Der hydraulische Regelspalt 23 wird, wie oben erwähnt, durch eine Stufe 23a an der Innenwand des Rohrbremsenträgers 17 gebildet. Läuft nun der Lauf 1 zurück, so wird die nichtnewtonsche Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt und durch den hydraulischen Regelspalt 23a gepresst, wobei ein Teil der kinetischen Energie über Flüssigkeitsreibung in Wärme umgewandelt wird. Mit steigender Laufweite wird der Regelspalt 23a durch den Regelkonus 18a immer enger, wodurch eine gleichmäßig verteilte Bremskraft dem Rücklauf entgegenwirkt. Nach 10 mm Rücklauf ist hydraulische Regelspalt 23 geschlossen und es entsteht ein Formschluss zum Rohrbremsenträger 17, der den Rücklaufimpuls nun an das äußere Rücklaufsystem abgibt. Insgesamt ergibt sich für das System somit ein Rücklauf von 20 mm. Nach der Schussabgabe wird das innere Rücklaufsystem über das Federelement 21 (vorzugsweise eine Wendelfeder) zwischen Rohrbremse 18 und Rohrbremsenträger 17 wieder in die vordere Ausgangsposition gedrückt. Das Federelement 21 nimmt in diesem Fall die Aufgabe eines Rohrvorholers wahr. Der Signaturdämpfer 10 ist mit dem Gewindeabschnitt 24 eines Gewindeadapters 19 verschraubt, wobei der Gewindeadapter 19 vorzugsweise in Form einer Spannmutter fest auf dem Lauf 1 angeordnet ist. Die innere Lagereinheit wird vorliegend gebildet aus dem Lauf 1, der Fluidkammer 2 mit der nichtnewtonschen Flüssigkeit sowie den beiden Hydraulikdichtungen 15 und 20. Die innere Lagereinheit umfasst weiterhin das erste Rücklaufbremsmodul, welches den im mündungsseitigen Endbereich E2 am Trägerrohr 3 angeordneten Rohrbremsenträger 17 umfasst, welcher die auf dem Lauf 1 fest angeordnete Rohrbremse 18 sowie die mit der Rohrbremse 18 zusammenwirkende Wendelfeder 21 umschließt. Der zwischen der Stufe 23a des Rohrbremsenträgers 17 und dem Regelkonus ausgebildete hydraulische Regelspalt 23a ist ebenfalls Teil des ersten Rücklaufbremsmoduls.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lauf
- 2
- Fluidkammer
- 3
- Trägerrohr
- 4
- hinterer Montageblock
- 4a
- Gleitlagerbuchse
- 4b 4c
- Gleitlagerbuchse Montagering
- 4d
- Montagering
- 5
- vorderer Montageblock
- 5a
- Gleitlagerbuchse
- 5b
- Montagering
- 6
- Patronenlager
- 7
- Verschlussmodul
- 8
- Schlagbolzen
- 9
- Zielfernrohr
- 10
- Signaturdämpfer ,
- 11
- Montageschiene (Zielfernrohr)
- 12
- Montageschiene (Schaftsystem)
- 13
- Dämpferträger
- 13a
- Kühlrippen
- 14
- Gleitstein
- 15
- Hydraulikdichtung (erste Gleitanordnung)
- 16a
- Stoßdämpfer
- 16b
- Stoßdämpfer
- 17
- Rohrbremsenträger
- 18
- Rohrbremse
- 18a
- hydraulischer Regelkonus
- 19
- Gewindeadapter
- 20
- Hydraulikdichtung (zweite Gleitanordnung)
- 21
- Federelement
- 22
- Gewindeabschnitt
- 23
- hydraulischer Regelspalt
- 23a
- Stufe (Rohrbremsenträger)
- 24
- Gewindeabschnitt
- 25
- Magazinschacht
- 26
- Abzug
- 27
- hinterer Lagersitz (Trägerrohr)
- 28
- vorderer Lagersitz (Trägerohr)
- 29
- mittlerer Abschnitt (Trägerrohr)
- 30
- hinterer Abschnitt (Trägerrohr)
- E1
- verschlussseitiger Endbereich
- E2
- mündungsseitiger Endbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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