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Verfahren und Vorrichtung zum Einschießen von Bolzen unterschiedlicher
Masse in feste Aufnahmekörper Beim Einschießen von Bolzen mittels der bekannten
Bolzensetzgeräte treten häufig Zerstörungen an den Kartuschenlagem und Läufen und
übermäßig hohe Rückstöße auf, wenn Bolzen größeren Gewichts eingeschossen werden.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß diese Erscheinung folgendermaßen
zu erklären ist: im Gegensatz zu Schußwaffen werden bei Bolzensetzgeräten Bolzen
sehr unterschiedlichen Gewichts benutzt. So liegt z. B. bei Geräten mit
6 mm Kaliber das Gewicht der Bolzen zwischen
3 und
15 Gramm.
Da die Bolzensetzgeräte aus Gründen der bequemen Handhabung einen kurzen Lauf haben
und die Stahlbolzen in den Stahllauf nicht so genau eingepaßt werden können, daß
ein vollkommen gasdichter Abschluß entsteht, war man von Anfang an gezwungen, bei
Bolzensetzgeräten Kartuschen zu verwenden, deren Ladungen sehr rasch abbrennen.
Wenn der Bolzen, wie üblich, direkt an der Kartusche anliegt, steht den Pulvergasen
zunächst nur das Volunien innerhalb des Kartuschenmantels zur Verfügung. Da die
Verbrennung und damit die Erreichung des Gashöchstdruckes und der Höchsttemperatur
eine
aewisse Zeit in Anspruch nimmt, wird sich der |
Bolzen vor Erreichung des Gashöchstdruckes bereits |
in Bewegung setzen, so daß er in dem Augenblick, in |
welchem die Pulver-ase vollständic, verbrannt sind |
Lind damit das Höcbstvolumen erreicht haben, be- |
reits eine (yewisse Strecke zurück--elegt hat, so daß |
C, z7 |
das den Pulvergasen in diesem Augenblick zur Ver- |
j'ii2#inz stebciid(# Volumen um die#,c Sirei:k-o m |
ziert mit der Flächc des Laufquerschrtitte3 vorgrößert |
ist. Die Streck-e# die der Bolzen bis zu. Dienern Augen- |
Nick zurückgelegt h,-,*t, ist aber abli#i-n:u-i- voi der |
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abbrennen. daß auch bei Verw,##rdun- von 13oizei |
geringer Masse der Bolzen während der Abbrennzeit |
keinen merklichen Weg zurücklegt. Eine derartige |
Verbrennungsgeschwindigkeit hat kein Treibstoff |
außer den Zündsätzen. Zündsätze können aber nicht |
als Treibsätze verwendeL werden, da solche Kar- |
Luschen zu empfindlich sind und deshalb nicht mehr |
sicher gehandhabt werden können. Ferner müßten |
solche Kartuschen, um einen Höchstgasdruck von |
5000 1zE-./crii2 nicht zu überschreiten, ein
Volumen |
aufweisen, das etwa dreimal so groß wäre wie das |
der ü1blichen Kartusche. |
Ein anderer Weg, den Höchsidruck auch bei |
Bolzen großer Masse in den gewünschten Grenzen |
zu halten, wäre die Verviendunu eines so langsam |
inenden. Treibscoffes, daß auch bei den Bolzen |
--Nier Masse die Verbrennun- erst beendet ist, |
vienn. eine _genügende Volumenvergrößerung durch |
d;e Bü#i-je-Ung des Bolzens erreicht ist. Bei einem |
Treibs,off wäre aber bei Bolzen geringer |
die Verbrennung noch nicht beendet, wenn |
der die Laufinündung erreicht hat, d.h., die |
T v>jiU# i- e bei geringer Pf ark
vei indeit |
d g g Iasse st, m |
und wäre dFina in vielen Fällen zu gering. |
Eg is# bekannt, beini Einschießen von Bolzen |
inschußleistung, |
mi t.--is eines Bolzei-isetzgerätes die _F |
d. h. die dadurch zu verändern, |
daß der Bolzen verschieden tief in den Lauf |
geschoben wird. Um den Bolzen auf eine be- |
eing |
sein-in:iie Tiefe einzuschieben, wurden mit Tei- |
lungen versehene Meßstäbe verwandt, oder es wur- |
den Anschläge vorgesehen, beispielsweise in Form |
verschieden langer, gegeneinander austauschbarer Röhrchen, die
den Bolzen in einem gewissen Abstand von der Kartusche festhielten. Bei diesen bekannten
Anordnungen wurde der den Pulvergasen, zur Verfügung stehende Anfangsverbrennungsraum
je nach der gewünschten Einschußleistung vergrößert oder verkleinert. Da
zum Eintreiben eines langen und schweren Bolzens sowieso eine höhere Mündungsenergie
erforderlich ist als beim Eintreiben eines kurzen, leichten Bolzens, wurde bei diesen
bekannten Anordnungen gerade, bei der Verwendung von Bolzen mit großer Masse ein
kleinerer Verbrennungsraum angewandt als beim Eintreiben von Bolzen geringer Masse,
so daß die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten, die auf übermäßig hohe Treibgashöchstdrücke
zurückzuführen sind, bei den bekannten Anordnungen nicht vermieden waren.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einschießen von Bolzen
unterschiedlicher Masse in feste Aufnahmekörper mittels ein und desselben Bolzensetzgerätes
unter Verwendung von gleichen Kartuschen mit gleicher Pulverladung, und durch dieses
Verfahren soll das Auftreten übermäßig hoher Treibgashöchstdrücke, wodurch Teile
eines Bolzensetzgerätes beschädigt oder zerstört werden können, mit Sicherheit vermieden
werden. Das erlindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß zwangläufig
beim Laden des Gerätes oder bei der Schußauslösung zwischen Kartusche und Bolzen
ein entsprechend der zunehmend gewählten Masse des Bolzens vergrößerter Zwischenraum
gebildet wird. Auf diese Weise wird also der den Pulvergasen zur Verfügung stehende
Raum vergrößert, und zwar im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen nicht entsprechend
der gewünschten Eindringtiefe des Bolzens, sondern entsprechend der Masse des Bolzens.
Dieser zusätzliche Raum kann so berechnet werden, daß der Gashöchstdruck einen vorgegebenen
Wert nicht überschreitet.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Bolzen verwendet
werden, bei denen an der Rückfläche des Bolzenkopfes ein Abstandshalter angeordnet
ist, der eine entsprechend der Masse des Bolzens bemessene Länge aufweist und beim
Laden den Abstand des Bolzens von der Kartusche festlegt. Dieser Abstandshalter
kann beispielsweise durch einen Stift oder ein RohrstÜck gebildet werden, der bzw.
das eine wesentlich kleinere Querschnittsfläche als der Bolzenkopf aufweist. Da
derartige Ansätze nach dem Einschießen des Bolzens in vielen Fällen stören würden,
können die Abstandshalter so ausgeführt sein, daß sie nach dem Einschießen des Bolzens
von diesem durch Abschrauben oder Abschlagen entfernt werden können. Soll der Abstandshalter
abgeschlagen werden, so wird es zweckmäßig sein, eine K-erbe vorzusehen, damit der
Ansatz unmittelbar am Bolzen abbricht. Die Abstandshalter können ferner aus einem
leicht brennbaren Werkstoff bestehen, so daß sie beim Abbrennen der Kartusche zerstört
werden. Solche Ansätze können beispielsweise aus einer Zelluloseverbindung oder
einem anderen leicht brennbaren Stoff bestehen.
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Der durch die Verwendung von Abstandshaltern. entstehende Zwischenraum
zwischen Bolzen und Kartusche bringt die Gefahr mit sich, daß sich bei der Entzündung
der Kartusche eine Druckwelle ausbildet, die an der Bolzenrückseite reflektiert
wird, was, wie die Erfahrung zeigt, zu einer heftigen Rückstoßwirkung führt, die
Handverstauchungen zur Folge haben kann. Um dies zu vermeiden, kann der Abstandshalter,
mag es sich dabei um einen Abstandsstift- oder ein Abstandsröhrchen oder einen Hohlraum
im Bolzen handeln, so ausgebildet sein, daß die Druckwelle gebremst oder die Entstehung
einer rücklaufenden Druckwelle verhindert wird. Dies kann beispielsweise dadurch
erreicht werden, daß sich der Abstandshalter mindestens auf einem Teil seiner Länge
nach hinten z. B. konisch verjüngt, oder dadurch, daß der Abstandshalter mit Rippen
versehen ist.
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Nach einer anderen Ausführung der Erfindung kann der Abstandshalter
als kolbenförmige Verlängerung des Bolzenkopfes nach hinten aus einem elastischen
Werkstoff, z. B. Schaumkunststoff, hergestellt sein, der bei der Schußauslösung
beim Erreichen eines bestimmten, höchstzulässigen Treibgasdruckes durch diesen auf
einen der Masse des gewählten Bolzens entsprechenden Bruchteil seines Volumens zusammengedrückt
wird. In diesem Fall kann der Ansatz das gesamte, zwischen Kartusche und Bolzen
erfindungsgemäß vorzusehende Zusatzvolumen ausfüllen. Als Stoffe, die auf einen
Bruchteil des Anfangsvolumens zusammendrückbar sind, werden zweckmäßig Schaumkunststoffe.
verhältnismäßig harter Einstellung verwendet, die sich beim Laden nicht zusammendrücken
lassen, sondern den gewünschten Abstand zwischen Kartusche und Bolzen sicherstellen,
die aber unter dem Druck der Pulvergase auf etwa 5 bis 10% ihres Ursprungsvolumens
zusammengedrückt werden. Es können zu diesem Zweck auch spröde Schaumstoffe verwendet
werden, was den Vorteil hat, daß der Abstandskörper unter dem Druck der Pulvergase
zu einem Pulver zerbrochen und somit zerstört wird, so daß nach dem Einschießen
des. Bolzens, ein störender Ansatz nicht mehr vorhanden ist. Der Ansatz aus Schaumkunststoff
oder ähnlichem Material kann aber auch in seiner Elastizität so eingestellt sein,
daß er eine ausreichende Reibung zwischen Bolzen und Lauf ergibt, so daß er gleichzeitig
in an sich bekannter Weise als Klemmstück, das eine ungewollte Verschiebung des
Bolzens im Lauf verhindert, wirkt.
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Zur Durchführung des. erfindungsgemäßen Verfahrens können ferner Bolzensetzgeräte
verwendet werden, bei denen am Kartuschenlager oder im Lauf Anschläge vorgesehen
sind, durch die die Vergrößerung des Zwischenraumes, zwischen Kartuschenlager und
Bolzen entsprechend der zunehmend gewählten Masse des Bolzens beim Laden des Gerätes
festgelegt wird. So können beispielsweise bei Geräten, in die die Bolzen von vom
eingeschoben werden, Führungsleisten vorgesehen sein, deren Breite auf das Kartuschenlager
zu stetig oder stufenweise zunirrunt, während die Bolzen entsprechende Führungsnuten
erhalten, die bei den leichten Bolzen breiter sind als bei den schweren Bolzen,
so daß sich zwangläufig mit steigender Bolzenmasse ein größerer Abstand des Bolzens
von der Kartusche ergibt.
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Da, wie erörtert, der jeweils auftretende Gashöchstdruck von der Masse
des Bolzens abhängig ist, kann zur Erzeugung des von der Bolzenmasse abhängigen
zusätzlichen Raumes auch der Gasdruck selbst herangezogen werden. Dies kann erfindungsgemäß
etwa dadurch erfolgen, daß ein Wandungsteil des zwischen Kartusche und Bolzen vorgesehenen
Anfangsverbrennungsraumes bei der Schußauslösung beim Erreichen
eines
bestimmten, höchstzulässigen Treibgasdruckes infolge elastischer Ausbildung oder
entgegen der Wirkung eines entsprechend dem höchstzulässigen Druck vorgespannten
Federungsmittels nachgibt. Dieser Wandungsteil des Anfangsverbrennungsraumes kann
dabei durch die Stirnfläche eines unmittelbar vor dem Kartuschenlager in einer von
der Längsbohrung des Laufes abgezweigten Querbohrung axialverschiebbar gelagerten
Stiftes gebildet sein, der gegen eine wahlweise vorspannbare Druckfeder zurücks,chiebbar
ist.
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Nach einer anderen Ausführung der Erfindung kann der nachgiebige Wandungsteil
des Anfangsverbrennungsraumes durch die ringförmige Rückfläche eines den hinteren
Teil der Lauflängsbohrung enthaltenden rohrförmigen Teiles des Laufes gebildet sein,
der aus einer ihn axialverschiebbar aufnehmenden Längsbohrung eines das Kartuschenlager
enthaltenden Teiles des Gerätes gegen die Wirkung von wahlweise vorspannbaren Federn
teilweise herausschiebbar ist.
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Bei allen diesen Ausführungsformen der Geräte wird dadurch, daß die
Vorspannung der Federn nicht im Einzelfall in Abhängigkeit von der Bolzenmasse,
sondern von vornherein in Abhängigkeit von dem höchstzulässigen Gasdruck erfolgt,
erreicht, daß der zur Herabsetzung der Druckspitze erforderliche Raum unabhängig
von der Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit der Bedienungsperson stets der Bolzenmasse
entsprechend bemessen ist.
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Ausführungsbeispiele von Bolzen und Bolzensetzgeräten zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen Bolzen 1, an dessen Rückseite ein
Ansatzstift 2 angebracht ist, der einen der Länge des Stiftes 2 entsprechenden Zwischenraum
zwischen Kartusche und Bolzen gewährleistet. Der Ansatzstift 2 kann, wie erwähnt,
aus einem verbrennbaren oder sonst leicht zerstörbaren Material bestehen, oder er
kann in den Bolzen eingesehraubt sein, oder er kann mit dem Bolzen aus einem Stück
bestehen, indem der Bolzen entsprechend abgedreht wird. Besteht der Ansatz nicht
aus einem Material, das beim Einschießen zerstört wird, so ist zweckmäßig bei
3 eine Kerbe vorgesehen, die das Abschlagen des Ansatzes nach dem Einschießen
des Bolzens erleichtert.
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Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der als den Abstand
zwischen Bolzen und Kartusche gewährleistender Ansatz ein Röhrchen 4 vorgesehen
ist. Dieses Röhrchen kann in gleicher Weise wie der Ansatz 2 bei der Ausführungsforin
nach Fig. 1 aus einem leicht zerstörbaren Material bestehen oder nach dem
Einschießen des Bolzens abgeschlagen werden. In Fällen, in denen ein solcher rohrförmiger
Ansatz am Bolzenkopf nicht stört, kann selbstverständlich dieser Ansatz auch am
Bolzen verbleiben. Um das Abschlagen zu erleichtern, kann auch hier eine Kerbe vorgesehen
sein, oder das Röhrchen ist am Bolzenkopf durch eine Weichlötung befestigt. Rohrförmige
Abstandsstücke zwischen Kartusche und Bolzen sind zwar an sich bekannt. Bei den
bisher bekannten Vorrichtungen hatten diese Abstandsstücke jedoch den Zweck, die
Schießleistung, d. h. die Mündungsenergie des Bolzens, zu vermindern. Die
Länge der Röhrchen wurde also bei den bekannten Ausführungen nicht in Abhängigkeit
von der Bolzenmasse, sondern in Abhängigkeit von der gewünschten Mündungsenergie
festgelegt. Erfindungsgemäß soll die Länge dieser Abstandsröhrchen jedoch in Abhängigkeit
von der Bolzenmasse so iestgelegt werden, daß die Mündungsenergie des Bolzens nicht
oder jedenfalls nicht merklich vermindert, sondern lediglich der Höchstdruck der
Pulvergase durch Vergrößerung des Anfangsraumes auf einen festgelegten Wert beschränkt
wird.
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Eine weitere Ausführungsforin eines zur Durchführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung verwendbaren Bolzens zeigt Fig. j. Bei dieser Ausführungsforni
ist am rückwärtigen Ende des Bolzenkopfes ein Ansatz 5 aus geschäumtem Kunststoff
vorgesehen, der einerseits hart genug ist, um den beim Laden auftretenden, rein
mechanischen Drükken standzuhalten, der aber unter dem sehr viel höheren Druck der
Pulvergase sich auf einen Bruchteil seines Anfangsvolumens zusammendrücken läßt.
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In Fig. 4 bis 7 ist eine Reihe von Bolzen zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Wie aus diesen Figuren ersichtlich,
nimmt die Länge der Ansätze 2a, 2b, 2e, 2d mit der Zunahme der Masse
der Bolzen entsprechend zu. Die genaue Länge der Ansätze kann dabei für eine bestimmte
Kartusche, deren Abbrenngeschwindigkeit und Gashöchstdruck bekannt sind oder gemessen
wurden, für jedes Bolzengewicht genau berechnet werden. Die Größe des zwischen Kartusche
und Bolzen erforderlichen Raumes kann aber auch durch Versuche, bei denen die Höchstdrücke
gemessen werden-, ermittelt werden, und danach kann die Längen der zu verwendenden
Ansätze festgestellt werden. Wurde die Größe des erforderlichen zusätzlichen Volumens
berechnet, so ist bei der Ausführungsfonn nach Fig. 3 die Länge des zusammendrückbaren
Ansatzes 5 so zu wählen, daß bei zusammengedrücktem Schaumstoffkörper den
Pulvergasen der erforderliche zusätzliche Raum zur Verfügung steht.
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Um die Entstehung einer Reflexionswelle zu verhindern, können insbesondere
bei längeren Abstandsstiften, wie in Fig. 7 dargestellt, am Abstandsstift
Querrippen 6 vorgesehen sein. Es kann aber auch wie Fig. 8 zeigt,
das rückwärtige Ende 2e des Bolzens sich z. B. konisch verjüngend gestaltet sein,
wodurch auch die Entstehung einer Reflexionswelle verhindert wird.
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Fig. 9 zeigt ferner einen Bolzen, bei dem der zusätzliche Verbrennungsraum
durch eine Höhlung 9
in dem im Schnitt gezeigten Bolzenkopf gebildet ist.
Um bei größeren Hohlräumen die Entstehung einer Reflexionswelle zu verhindern, ist
dieser Hohlraum zweckmäßig, wie gezeichnet, konisch. Selbstverständlich kann dieser
zusätzliche Verbrennungsraum so gestaltet sein, daß in an sich bekannter Weise ein
Innengewinde angebracht ist, das das Einschrauben von Schrauben in den eingeschossenen
Bolzen ermöglicht.
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Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung, bei
der sich der Verbrennungsraum entsprechend der Bolzenmasse selbsttätig vergrößert.
Die Vorrichtung besteht, wie bei den üblichen Bolzensetzgeräten, aus einem Lauf
11, der durch ein nicht gezeichnetes Verschlußstück verschlossen ist. In
das Kartuschenlagger ist eine Kartusche 12 und vor der Kartusche ein beliebiger
Bolzen 1 eingeschoben. Zwischen Kartusche 12 und Bolzen 1 ist ein
Zwischenraum 13 der besseren übersichtlichkeit halber gezeichnet. Dieser
Zwischenraum ist jedoch nicht erforderlich. In der Seitenwand des Laufes
11 befindet
sich eine Bohrung, in der ein Stift 14 verschiebbar
ist, der durch eine Feder 15 nach vom gedrückt wird. Die Bewegung des Stiftes
14 nach vom ist durch einen nicht gezeichneten Anschlag begrenzt. Als Widerlager
für die Feder 15 dient eine Schraube 16,
durch die die Vorspannung
der Feder 15 so eingestellt wird, daß der Stift 14 bei Erreichen eines bestimmten
Gashöchstdruckes zurückzuweichen beginnt. Dadurch vergrößert sich der den Pulvergasen
zur Verfügung stehende Raum, der aus dem Raum der Kartusche 12 und dem vor der Kartusche
verbleibenden Hohlraum besteht, so daß vom Erreichen dieses Gasdruckes an der Gasdruck
weniger steil ansteigt. Je größer die Masse des Bolzens 1 ist, um so größer
ist auch der auftretende Gasdruck und dementsprechend um so größer der zusätzlich
durch Zurückweichen des Stiftes 14 entstehende Raum. Wird ein Zwischenraum
13 zwischen Kartusche und Bolzen nicht vorgesehen, so kann der Stift 14 in
an sich bekannter Weise gleichzeitig dazu dienen, den Bolzen 1
in seiner Lage
festzuhalten, um eine ung gewollte,Verschiebung des Bolzens im Lauf vor Abgabe des
Schusses zu verhindern.
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Die Vergrößerung des Verbrennungsraumes kann auch in anderer Weise
erfolgen, beispielsweise dadurch, daß sich das den Verbrennungsraum bildende Rohr
durch den Gasdruck elastisch erweitert oder sich der Verbrennungsraum verlängert.
Im letzten Falle kann der Verbrennungsraum durch ein Rohr gebildet werden, das gegen
den Lauf in Längsrichtung verschiebbar ist, wobei der Längenänderung elastische
Kräfte entgegenwirken. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 16 dargestellt.
Der Lauf 21 ist von einem d-as Kartuschenlager enthaltenden Teil 22 des Gerätes
getrennt, und ein auf einen kleineren Durchmesser abgesetzter rückwärtiger Ansatz
24 des Laufes ist in einer entsprechenden Bohrung des Teiles 22 geführt, so daß
der Lauf 21- und der Teil 22 sich gegeneinander in Längsrichtung verschieben können.
Der Druck der Pulvergase wirkt auf die ringförinige Stirnfläche 23 des Ansatzes
24 am Lauf. Dadurch werden der Lauf 22 und der das Xartuschenlager enthaltende Teil
22 bei der Verbrennung der Treibladung auseinandergedrückt. Diesem Druck wirken
die nur schematisch gezeichneten Federn 25 entgegen, so daß ein relatives
Vorschieben des Laufes und damit eine, Vergrößerung des Verbrennungsraumes nur dann
eintritt, wenn ein durch die Vorspannung der Federn 25 bestimmter Druck überschritten
wird.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung, bei der der Bolzen von
vom in den Lauf eingesetzt ist und durch Anschläge der Abstand zwischen Kartusche
und Bolzen in Abhängigkeit von der Bolzen-,nasse festgelegt ist, ist in Fig. 11
bis 15 darg gestellt.
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Der Lauf 11 verjüngt sich gegen das Kartuschenlager j
durch
die Stufen UG. Pig. 12 zeig C gt einen leichten Bolzen, dessen Kopf so gestaltet
ist, daß er sämtliche Rinc,stufen 10 ausfüllt, so daß für die Pulvergase
als Verbrennungsraum nur der eigentliche Kartuschenraum zur %7erfügung steht. Bei
den schwereren Bolzen nach Fig. 13 und 14 ist der Ansatz demgegenüber
verkürzt, so daß ein vergrößerter Verbrennungsraum zur Verfügung sieht, und Fig.
15 zeigt einen Bolzen größter Masse, bei dem der ganze, durch die Verjüngung10
gebildete zusätzliche Raum zu dem Raum der ICartusche als Verbrennungsraum hinzukommt.
Die Stufen 10 im Lauf und die entsprechend abgestuften Ansätze an den Bolzen sind
zur klareren Darstellung -übertrieben groß gezeichnet. In der Praxis genügen Stufen
von ein oder wenigen zehnteln Millimetern, so daß der Raum für das Durchströmen
der Pulvergase zwischen Kartusche und Lauf nicht merklich verengt wird. Statt einer
stufenförmigen Verjüngung könnte auch eine glatte kegelfönnige Verjüngung vorgesehen
sein, wobei der Bolzenkopf ebenfalls einen entsprechenden kegelstumpfförmigen Ansatz
hat. In diesem Fall kann der zusätzliche Verbrennungsraum der Bolzenmasse entsprechend
kontinuierlich geändert werden, während bei der stufenförmigen Ausbildung nur eine
schrittweise Änderung möglich ist.