DE1198711B - Feuerwaffe, insbesondere Gasdrucklader - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F07k

Deutsche Kl.: 72 h - 4/01

1198 711
O7262Ic/72h
25. Februar 1960
12. August 1965

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Feuerwaffe, insbesondere einen Gasdrucklader, wobei unter Feuerwaffe ein durch Pulver betätigtes Gerät, wie eine Waffe oder ein sogenanntes pulverbetätigtes Werkzeug, zu verstehen ist. Dieser Gasdrucklader weist einen Arbeitskolben auf, der in einem mit dem Waffenlauf in Verbindung stehenden Gaszylinder angeordnet ist, in dem der Gasdruck mit Hilfe eines Überdruckventils regelbar und für eine sekundäre Arbeitsleistung nutzbar gemacht ist.

Der Ausdruck »Pulver« soll Treibstoffe einschließen, die zur Auslösung von Waffen oder Werkzeugen verwendet werden, wobei Treibstoffe sowohl fester als auch flüssiger Form einbezogen sind.

Bei pulverbetätigten Vorrichtungen, in denen durch Zündung einer Treibstoffladung erzeugte heiße Gase eine Arbeit über einen Kolben leisten, ist es erwünscht, den Betrag der Energie, die auf den Kolben ausgeübt wird, von Ladung zu Ladung zu steuern oder zu begrenzen. Beispielsweise ist es not- so wendig, die vom Arbeitskolben entwickelte Geschwindigkeit für jeden Abfeuerungsvorgang auf einen vorbestimmten höchsten Wert zu begrenzen.

Obgleich ein Ausgleich der Wirkungen verschiedenen Druckverlaufes, der von Ladung zu Ladung oder von Schuß zu Schuß auftreten kann, durch die Verwendung von kleinen Ausströmöffnungen oder Ausströmventilen in Abhängigkeit von gegebenen Werten des Spitzendruckes versucht worden ist, ist diese Annäherung nicht befriedigend gewesen, weil der Zeitfaktor nicht berücksichtigt worden ist.

Um die erwünschte Arbeitswirkung des Arbeitskolbens zu erreichen, muß der Druckverlauf über der Zeit beachtet werden, da der Wert der dem Arbeitskolben erteilten Energie eine Funktion des Integrals des Druckes über der Zeit ist.

Es sind bereits Feuerwaffen der eingangs genannten Art bekanntgeworden, bei denen ein Überdruckventil in Verlängerung des Gaszylinders nach vorne zu ausgebildet ist. Hierdurch wird aber sehr viel Raum beansprucht und eine Einstellmöglichkeit ist bei diesem Ventil nicht vorgesehen.

Gemäß einem weiteren Vorschlag ist bei einer Feuerwaffe das Überdruckventil in Abhängigkeit von der Ladung der Patrone in vier verschiedenen Stellungen arretierbar. Dies setzt aber voraus, daß der Bedienende Kenntnis von den Eigenschaften der entsprechenden Geschoßladung hat, um das Überdruckventil danach einzustellen. Weiterhin würde ein Überdruckventil, das nur infolge der Einwirkung bestimmter Spitzenwerte des Druckes öffnet, die Leistung des Arbeitskolbens nicht in der gewünsch-Feuerwaffe, insbesondere Gasdrucklader

Anmelder:

Olin Mathieson Chemical Corporation,

New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Kühl, Patentanwalt,

Hamburg 36, Esplanade 36 a

Als Erfinder benannt:

Rolf H. Wild, Hamden, Conn.;

George Dmitrieff, Bethany, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 27. Februar 1959
(796 087)

ten Weise steuern, weil offensichtlich ein gegebenes Integral des Druckes und der Zeit durch verschiedene Kombinationen aus den Zeit- und Druckwerten erfüllt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausbildung einer Feuerwaffe der eingangs genannten Art, bei der als wesentlichstes Merkmal ein selbstintegrierendes Ventil vorgesehen ist, das automatisch arbeitet, um den Druck und die Zeit zu integrieren. Dies wird dadurch erreicht, daß der Arbeitskolben eine Längsbohrung aufweist, in der eine unter Federdruck stehende Ventilstange angeordnet ist, die infolge des Druckes der aus dem Lauf überströmenden Gase relativ zum Arbeitskolben axial verschiebbar ist und in der Offenstellung eine mit einer zur Außenluft führenden Öffnung im Gaszylinder in Verbindung stehende Querbohrung des Arbeitskolbens freigibt, und die Länge des Ventilhubes, die Trägheit und die wirksame Fläche der Ventilstange sowie die Dimensionen der sie belastenden Feder so gewählt sind, daß das Ventil den Gaszylinder nur bei Überschreiten eines vorbestimmten Integrals aus Druck und Zeit entlüftet, wobei die Feder zugleich die Rücklauffeder für den Arbeitskolben ist.

Das Ventil wird also durch die Rückholfeder des Arbeitskolbens in der geschlossenen Stellung gehalten. Die Trägheit des Ventils, die Länge des Hubes und die Kraft der Rückholfeder sind so gewählt, daß

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das Ventil nur öffnet, wenn ein vorbestimmter Höchstwert des Integrals aus Zeit und Druck wahrgenommen wird. Zur Durchführung der sekundären Arbeitsleistung ist es erwünscht, einen festen Energiewert zur Verfügung zu haben. Außerdem ist es zur Berücksichtigung des Aufbaues und der Ausführung erwünscht, daß diese Energie eine vorbestimmte Höhe nicht überschreitet. Dieser besondere Vorteil ist durch die vorliegende Erfindung gewährleistet. Durch die Abstimmung der Trägheit des Arbeitskolbens und seines Hubes sowie der wirksamen Fläche der Ventilstange in bezug auf die Rückstellkraft der Feder, wird eine plötzliche Druckverminderung herbeigeführt, wenn eine vorbestimmte Energiehöhe erreicht worden ist.

An Hand der Zeichnung soll in Verbindung mit der folgenden Beschreibung die Erfindung am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt eines Teiles einer pulverbetätigten Feuerwaffe gemäß der Erfindung, in welcher der Arbeitskolben ein Drucksteuerventil trägt und

Fig. 2 ein Schaubild des Druckes am Arbeitskolben und der Ventilverschiebung (Ventilhub) in Abhängigkeit von der Zeit für zwei verschiedenartige Treibladungen.

Die Wirkung des Ventils der Feuerwaffe wird unter Bezugnahme auf die Kennlinien der F i g. 2 beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung des Druckes am Arbeitskolben in Abhängigkeit von der Zeit für zwei verschiedene Treibstoffladungen, durch Kurven, welche mit A und B bezeichnet sind. Die Druckkurve A hat eine weitaus höhere Spitze und eine kürzere Dauer als die Druekkurve B. Die Fläche unter der Druekkurve ist proportional dem Impulsinhalt des von der Treibladung erzeugten Gases. Dieser Impuls wäre wiederum dem Produkt aus der Masse und der Geschwindigkeit des Arbeitskolbens proportional. Daraus ergibt sieh, daß die Fläche unter der Kurvet oder der Impuls für die Ladung A weitaus kleiner als der der Ladung B ist. Infolgedessen würde die Ladung B dem Arbeitskolben einen größeren Impuls erteilen. Um den gleichen Impuls bei der gleichen Kolbenmasse zu erhalten, muß erreicht werden, daß die beiden Flächen gleich sind.

Ein übliches Abströmventil, welches nur auf Druck anspricht, würde durch die kurzzeitige Druckspitze der Ladung A betätigt werden, aber nicht auf die Ladung B ansprechen, also nicht im beabsichtigten Sinne wirken.

Zur Erklärung der Funktion der erfindungsgemäßen Feuerwaffe bzw. des Ventils wird nun auf F i g. 1 Bezug genommen. In dieser Figur ist ein Arbeitskolben HO gezeigt, der in den Zylinder 100 eingepaßt ist und über eine nicht dargestellte Kolbenstange die sekundäre Arbeitsleistung abgibt. Der Kolben 110 hat eine mittlere zylindrische Bohrung, in welche eine Ventilstange 124 eingesetzt ist, die einen Flansch 126 aufweist, der durch die Schraubenfeder 127 an die hintere Fläche des Arbeitskolbens gedruckt wird. Durch die Feder 127 wird auch der Kolben in seiner Ausgangsstellung gehalten. Die Ventilstange 124 ist um einen beträchtlichen Hub bewegbar, bevor die von der Treibladung erzeugten Gase durch Öffnungen 120 und 128 zur Umgebung entlüftet werden. Die Öffnung 120 ist dabei im Kolben und die Öffnung 128 in der Zylinderseitenwand vorgesehen, wobei die Bewegung des Arbeitskolbens, der durch die nicht dargestellte Kolbenstange zurückgehalten ist, vernachlässigbar ist.

Das unter Druck stehende Strömungsmittel kann durch Zündung einer geeigneten Treibstoffladung im Kanal 114 erzeugt werden. Es kann aber auch unter Druck stehendes Strömungsmittel durch den Kanal 114 von einem Primärzylinder, beispielsweise einem Gewehrlauf, zugeführt werden, der bei 115 gestrichelt angedeutet ist.

Es sei nun angenommen, daß der Druck der Treibgase im Zylinder 100 dem Verlauf nach der Kennlinie der Kurve B (Fig. 2) entspricht. Unter dem Druck der Gase wird der durch die nicht dargestellte Kolbenstange belastete Arbeitskolben 110 und zur gleichen Zeit das Ventil beaufschlagt. Wenn die Masse des Ventils und die Feder 127 richtig gewählt sind, wird ein Bewegungsunterschied zwischen dem Arbeitskolben und dem Ventil auftreten, der zum öffnen der Querbohrung 120 im Kolben 110 führt, wenn der Impuls der Treibgase einen bestimmten Wert überschreitet. Das ermöglicht, daß die Treibgase in die Umgebung entweichen und somit der Wert des Impulses, der auf den Kolben ausgeübt werden kann, begrenzt wird. Nachdem der Druck genügend abgefallen ist, wird die Feder 127 die Ventilstange 124 in die ursprüngliche Lage im Arbeitskolben 110 zurückführen.

Da das Ventil auf den Impuls anspricht, ist es bestrebt, die Druckkurve Β des auf den Arbeitskolben wirkenden Druckes in der durch die gestrichelten Linien gezeigten Weise abzuändern, d. h., sobald der richtige Impuls überschritten ist, wird das Ventil die Entlüftung über die Querbohrung 120 freigeben und somit einen Druckabfall veranlassen. Der Weg der Verschiebung des Ventils (Ventilhub im Arbeitskolben) bei der Ladung B ist durch die entsprechend gestrichelte Linie in Fig.2 gekennzeichnet. Am Ende des Druckabfalles sehließt unter Wirkung der Rückholfeder die Ventilstange 124 die Querbohrung 120 und führt am Ende des Arbeitshubes die gesamte bewegliche Masse in die Ausgangsstellung zurück.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Feuerwaffe, insbesondere Gasdrucklader, mit einem Arbeitskolben, der in einem mit dem Waffenlauf in Verbindung stehenden Gaszylinder angeordnet ist, in dem der Gasdruck mit Hilfe eines Überdruckventiles regelbar und für eine sekundäre Arbeitsleistung nutzbar gemacht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (HO) eine Längsbohrung aufweist, in der eine unter Federdruck stehende Ventilstange (124) angeordnet ist, die infolge des Druckes der aus dem Lauf (115) überströmenden Gase relativ zum Arbeitskolben axial verschiebbar ist und in der Qffenstellung eine mit einer zur Außenluft führenden Öffnung (128) im Gaszylinder (100) in Verbindung stehende Querbohrung (120) des Arbeitskolbens freigibt, und die Länge des Ventilhubes, die Trägheit und die wirksame Fläche der Ventilstange (124) sowie die Dimensionen der sie belastenden Feder (127) so gewählt sind, daß das Ventil (120, 124, 128)

den Gaszylinder nur bei Überschreiten eines vorbestimmten Integrals aus Druck und Zeit entlüftet, wobei die Feder (127) zugleich die Rückholfeder für den Arbeitskolben (110) ist.

2. Feuerwaffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstange (124) an ihrem mit der Feder (127) zusammenwirkenden Ende mit einem Flansch (126) versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2902 903, 2750 849, 2144241.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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