DE1703137B2 - Schwingungsbetaetigte schmiervorrichtung fuer eine automatische schnellfeuerwaffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schwingungsbetätigte Schmiervorrichtung für eine automatische Schnellfeuerwaffe mit einer Anzahl von um eine gemeinsame Achse drehbar angeordneten Rohren und mit einer entsprechenden Anzahl von Verschlüssen, die parallel zu der Achse längsversrhiebbar und um diese Achse mit den Rohren rotierbar sind, wobei die Schnellfeuerwaffe eine der Kadenz entsprechende Schwingung aufweist.

Eine automatische Schnellfeuerwaffe der voranstehend beschriebenen Art bei der Schwingungen der hin- und hergehenden Verschlüsse in Abhängigkeit von der Kadenz erzeugt werden, ist aus der US-PS 28 49 921 bekannt.

Es ist auch bekannt Massen oder Gewichte durch ihre Trägheitskräfte Arbeiten verrichten zu lassen, indem man sie plötzlich beschleunigt. Wenn beispielsweise eine an einem ortsfesten Hebel befestigte Masse plötzlich beschleunigt wird, dann wird durch ihre Trägheit eine Kraft auf den Hebel übertragen. Eine solche Einrichtung wäre betriebssicherer als das übliche, aus Exzentern oder Hebeln bestehende und durch Rückstoß betätigte System. Es ist jedoch noch nicht bekannt, wie man derartige Einrichtungen für den Gebrauch in modernen SchneUfeuerwaffen, beispielsweise Schußwaffen nach «dem Gatling-Typ, autzbar machen kann.

Aufgrund der außerordentlich hohen Feuergeschwindigkeiten werden in den heutigen Gatling-Waffen Schwingungen erzeugt die beim Betrieb der Waffen

ίο eine charakteristische Frequenz aufweisea Diese Schwingungen werden dadurch verursacht daß die sechs oder mehr Verschlüsse in ihren Führungen hin und her schwingen, die um die Achse der Schußwaffe rotieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, für eine Waffe der eingangs genannten Art unter Ausnutzung der Schwingungen, die die Verschlüsse in Abhängigkeit von der Kadenz erzeugen, eine verbesserte Schmiervorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein an der automatischen Schnellfeuerwaffe befestigter Schmiermittelbehälter vorgesehen ist der mit Leitungen in Verbindung steht die das Schmiermittel aufnehmen und zu der Schnellfeuerwaffe weiterleiten. und daß eine Pumpvorrichtung in den Leitungen dazwischengeschaltet ist, die eine eine Feder und eine axialbewegliche träge Masse enthaltende Einrichtung aufweist die auf die Schwingungen der Waffe anspricht, und die Pumpvorrichtung betätigt um eine kontinuierliehe und gleichmäßige Schmiermittelmenge der Schnellfeuerwaffe während des Betriebs zuzuführen.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Pumpvorrichtung einen mit der Ansaugleitung verbundenen Ansaugabschnitt mit einem ersten Absperrventil, einen mit der Förderleitung verburdenen Förderabschnitt mit einem zweiten Absperrventil und eine zwischen dem Ansaug- und dem Förderabschnitt angeordnete Kolbenkammer enthält, und daß die eine Feder und eine träge Masse aufweisende Einrichtung einen hohlen, in der Kolbenkammer hin und her bewegbaren Kolben, eine von dem Kolben teilweise umschlossene Feder, die mit einem Ende an einer Kammerwand anliegt und eine an einem Ende mit dem Kolben verbundene Kolbenstange aufweist, deren anderes Ende aus dem Schmiermittelbehälter axial herausgeführt ist und die Masse mit einem vorgegebenen Gewicht trägt

Bei diesem Schmiersystem werden somit die durch die schnelle Hin- und Herbewegung und Rotation der Verschlüsse verursachten Schwingungen der Schußwaffe dafür ausgenutzt einen Pumpenkolben zu betätigen, wodurch der Schußwaffe das Schmiermittel kontinuierlich zugeführt werden kann. Die Menge des Schmiermittels ist dabei davon abhängig, in welchem Maße die verwendete träge Masse von der Schwingungsfrequenz abhängt.

Die Erfindung wird nun auch anhand der Abbildungen näher beschrieben. Die
Fig. 1 ist die Seitenansicht einer Schußwaffe nach G a 11 i η g mit einem Schmiersystem nach der Erfindung; die

Fig.2 ist eine Endansicht der Schußwaffe und des Schmiersystems nach F i g. 1; die
Fig.3 ist ein Schnitt durch ein bevorzugtes

Ausführungsbeispiel des Schmiersystems; die

Fig.4 zeigt schematisch die Pumpfrequenz des Schmiersystems während der Feuerung.
Gemäß den Fig. 1 und 2 enthält eine automatische

Schußwaffe mehrere Läufe 10, die auf einem Laufblock f2 montiert sind, welcher drehbar in einem Gehäuse 14 abgestützt ist Die Schußwaffe kann je nach ihrer taktischen Aufgabe mittels eines Trägers an irgendeinem Fahrzeug, z. B. einem Flugzeug, Panzer, ArmeeintBsporter oder dergleichen, befestigt sein. In jedem Pafl wird die Trommel 15 durch irgendeinen inneren oder äußeren (nicht gezeigten) Antrieb um die Achse der Schußwaffe gedreht Gemäß der Fig.2 weist die Schußwaffe mehrere Verschlüsse (bolts) auf, von denen einer bei 16 teilweise sichtbar ist In Übereinstimmung mit dem GatUng-Prinzip schwingen die Verschlüsse beim Betrieb der Schußwaffe in Führungen sehr schnell hin und her. wobei je nach der Größe der Schußwaffe Feuergeschwindigkeiten bis zu 6000 Schuß pro Minute und mehr erreicht werden. Diese sehr hohen Feuergeschwindigkeiten, die nur mit den modernen Gatling-Schußwaffen erreichbar sind, haben ein nahezu gleichmäßiges Schwingen der gesamten Schußwaffe zur Folge, wobei die Schwingung eine von der Feuergeschwindigkeit abhängige charakteristische Amplitude und Frequenz aufweist Die Frequenz der gesamten Schußwaffe und der zugehörigen Ausrüstung kann im Einzelfall ermittelt werden. Erfindungsgemäß 'vird diese Erscheinung dadurch ausgenutzt, daß mit der Schußwaffe ein schwingungsempfindliches, frequenzabhängiges Schmiersystem 30 verbunden wird, dessen Pumpvorrichtung im wesentlichen aus einer Feder und einer trägen Masse besteht.

Gemäß der Fig.3 enthält das Schmiersystem 30 einen äußeren Behälter 32, der als Aufnahmebehälter für das Schmiermittel (öl oder Fett) 34 dient. Der äußere Behälter ist bei 36 abgedichtet an einem Flansch 38 befestigt, der bei 39 mit einem entsprechenden Flansch 14a an der Schußwaffe verbunden ist. Im Behälter 32 ist .nittels geeigneter Befestigungsmittel, z. B. Schrauben 40-40, ein innerer Rahmen 42 befestigt, der eine Ansaugleitung 44 mit einer nach unten geöffneten Ansaugöffnung 44a für das Schmiermittel, eine innere Förderleitung 46, die mit einem durch eine Bohrung 49 im Flansch 38 nach außen geführten Anschlußstück 48 verbunden ist, und eine Pumpvorrichtung 50 abstützt. Die Pumpvorrichtung enthält einen Hohlkörper mit einem (in der Zeichnung) aufrecht angeordneten Ansaugabschnitt 52, einer senkrecht zum Ansaugabschnitt 52 angeordneten und mit diesem strömungsmäßig verbundenen Zylinderabschnitt 54 und einen Förderabschnitt 56. Der Ansaugabschnitt 52 ist über ein Anschlußstück 52a mit der Ansaugleitung 44 und der Förderabschnitt 56 über ein Anschlußstück 56a mit der Förderleitung 46 verbunden. Die Anschlußstükke 52a und 56a sind zwischen der Pumpvorrichtung und der Ansaugleitung bzw. der Förderleitung mit dem Rahmen verschraubt oder anderweitig an ihm befestigt und durch Bohrungen im Rahmen geführt, wie es bei 58 und 60 angedeutet ist. Die Pumpvorrichtung 50 enthält gemäß der F i g. 3 eine Ansaugleitung 61 mit einer Einwegdrossel, z. B. einem Kugelverschlußventil 62. Das Schmiermittel strömt daher nur in einer Richtung durch eine öffnung 62a, d. h. in der Zeichnung nach unten, in die Zylinderkammer 54a des Zylinderabschnitts 54. Am einen Ende 65 einer Kolbenstange 66 ist eine Hülse 64 befestigt, die gegen das eine Ende einer von ihr umhüllten Feder 68 drückt, deren anderes Ende an einer Wand 69 der Zylinderkammer anliegt. Die Kolbenstange 66 ragt durch eine Bohrung 70 in der der Wand 69 gegenüberliegenden Wand der Zylinderkammer, die mittels geeigneter Einrichtungen, z. B. einer Gewindebuchse 72, ortsfest am Rahmen befestigt ist An dem dem Flansch 38 gegenüberliegenden Ende des Behälters 32 ist ein in das Gehäuse ragendes Dämpfungsorgan 74 vorgesehen, welches eine mittlere Bohrung 76 aufweist in welcher ein zylindrisches Lager 78 für die durch die Bohrung im Dämpfungsorgan und eine auf diese ausgerichtete Heinere Bohrung 30 in der Behälterwand geführte Kolbenstange 66 vorgesehen ist Die Bohrung 76 ist mittels eines Dichtungsrings 82 für das Schmiermittel abgedichtet Das hintere Ende der Kolbenstange 66, das ein wesentliches Stück über den Aufnahmebehälter für das Schmiermittel hinausragt ist von einem am Behälter befestigten Gehäuse 84 umgeben. Im Gehäuse ist eine Masse bzw. ein Gewicht 86 vorgesehen, das mittels geeigneter Mittel, z. B. einer Mutter 89, am hinteren Ende der Kolbenstange befestigt ist Im Förderabschnitt 56 der Pumpvorrichtung ist eine weitere aus einem Kugelverschhißventil 90 bestehende Einwegdrossel vorgesehen.

Es sei angenommen, daß die Schußwaffe mit einer normalen maximalen Feuerungsgeschwindigkeit von 6000 Schuß pro Minute betrieben wird Eine typische Schwingungsfrequenz für eine Schußwaffe mit gegebenem Gewicht beträgt dann z.B. 100 Hertz bei einer Beschleunigung von größenordnungsmäßig 70 G. Bei dem beschriebenen Schmiersystem 30 wird diese Eigenschaft dadurch ausgenutzt, daß man dafür sorgt, daß der Kolben, die Kolbenstange und die Masse 86 zusammen mit der Feder 68 ein schwingendes System bilden, das sich von den bekannten Trägheitssystemen unterscheidet, bei denen ein voller Kolbenhub ausgenutzt wird, der am Anfang und am Ende des Betriebs der Schußwaffe auftreten würde. Das erfindungsgemäße Schmiersystem dagegen ermöglicht dagegen während des Betriebs der Schußwaffe einen kontinuierlichen, ungedämpften Schmiermittelzufluß.

Wenn die Schußwaffe schwingt, dann wird der Kolben innerhalb der Zylinderkammer 54a infolge der Wirkung der Schwingung auf die Masse 86 hin- und herbewegt. Beim Ansaughub (Bewegung nach rechts in der Fig.3) wird das Ventil 62 geöffnet und die Zylinderkammer 54a gefüllt. Beim Förderhub (Bewegung in entgegengesetzte Richtung) wird das Ventil 62 geschlossen und das Ventil 90 geöffnet, so daß das Schmiermittel ausströmt. Außerdem kann die Kolbenbewegung auf die schwingende Masse-Feder-Einrichtung dämpfend wirken, da die Zylinderkammer 54a mit Schmiermittel gefüllt und dieses bewegt wird. Die Größe der öffnungen 62a und 90a kann eingestellt werden, um dies zu steuern. Ebenso kann gewöhnlich die Masse 86 eingestellt werden, damit sich eine maximale, kontinuierliche und regelmäßige Verschiebung des Pumpenkolbens bei irgendeiner Frequenz ergibt. Die maximale Verschiebung berechnet sich aus der Formel

F-U

™ max ' is '

worin X_max die maximale Verschiebung der Kolbenstange, F die Kraft (z. B. wirkt auf die Masse eine

Beschleunigung von 70 g), K die Federkonstante (z. B. Feder 68) und u ein Verstärkungsfaktor bedeuten, der eine Funktion des Verhältnisses der Schwingungsfrequenz (Vd) zur natürlichen Frequenz der Mässe-Feder-Einrichtung (W_n) und des Dämpfungsverhältnisses (P) ist, nämlich

■ -

Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die maximale Verschiebung der Kolbenstange bei einem Gewicht von 274 g (0,6 pounds) etwa 1,5 mm (0,06 Zoll), wobei die Schwingungsfrequenz der Schußwaffe 100 Hertz bei einer Fallbeschleunigung von 70 g oder einer Verschiebung 6;35 mm (0,25 Zoll) ist, wie aus der F i g. 4 hervorgeht. Per Verstärkungsfaktor (u)ist begrenzt auf pämpfiingsverhältnisse von der Größenordnung »1« oder mehr. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden Dämpfungsverhältnisse von 1 oder mehr gewählt, wobei das Dämpfungsverhältnis außerdem mit der Viskosität des Schmiermittels, d.h. mit geringer werdender Temperatur des Schmiermittels zunimmt. Bei einer typischen Feuerperiode, wie sie in der Fi g. 4 dargestellt isti wird daher das Schmiermittel im Gegensatz zu einem periodischen Zufluß zu Beginn und am Ende des Betriebs der Waffe hier dauernd in die Führungen der Verschlüsse der Schußwaffe eingeführt

SchußwafFen des Gatling-Typs können im Bereich von etwa 20 bis 200 Hertz schwingen, wobei die träge Masse oder das Gewicht im Bereich zwischen 45 und 900 g liegen kann. Die Federkonstante der Masse-Feder-Einrichtung liegt in diesem Fall im Bereich zwischen 178 und 8920 g/cm (1 bis 50 pounds/Zoll).

Das beschriebene schwingungsempfindliche Schmiersystem der Erfindung ist wesentlich betriebssicherer als die komplizierten, mit Führungen und Hebeln ausgerüsteten Trägheitssysteme.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schwingungsbetätigte Schmiervorrichtung für eine automatische Schnellfeuerwaffe mit einer ÄnzaM von um eine geraeinsame Achse drehbar angeordneten Rohren und mit einer entsprechenden Anzahl von Verschlüssen, die parallel zu der Achse längsverschiebbar und um diese Achse mit den Rohren rotierbar sind, wobei die Schnellfeuerwaffe eine der Kadenz entsprechende Schwingung aufweist dadurch gekennzeichnet, daß ein an der automatischen Schnellfeuerwaffe befestigter Schmiermittelbehälter (32) vorgesehen ist der mit Leitungen (44, 46) in Verbinjung steht die das Schmiermittel (34) aufnehmen und zu der Schnellfeuerwaffe weiterleiten, und daß eine Pumpvorrichtung (50) in den Leitungen {44, 46) dazwischengeschaltet ist die eine eine Feder (68) und eine axialbewegliche träge Masse (86) enthaltende Einrichtung (64, 66, 68, 86) aufweist die auf die Schwingungen der Waffe anspricht und die Pumpvorrichtung (50) betätigt um eine kontinuierliche und gleichmäßige Schmiermittelmenge der Schnellfeuerwaffe während des Betriebs zuzuführen.

2. Schwingungsbetätigte Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Pumpvorrichtung (50) einen mit der Ansaugleitung (44) verbundenen Ansaugabschnitt (52) mit einem ersten Absperrventil (62), einen mit der Förderleitung (46) verbundenen Förderabschnitt (56) mit einem zweiten Absperrventil (30) und eine zwischen dem Ansaug- und dem Förderabschnitt angeordnete Kolbenkammer (54a,)enthält und daß die eine Feder und eine träge Masse aufweisende Einrichtung (64, 66,68,86) einen hohlen, in der Kolbenkammer (54a,> hin und her bewegbaren Kolben (64), eine von dem Kolben teilweise umschlossene Feder (68), die mit einem Ende an einer Kammerwand (69) anliegt und eine an einem Ende (70) mit dem Kolben verbundene Kolbenstange (66) aufweist deren anderes Ende aus dem Schmiermittelbehälter (32) axial herausgeführt ist und die Masse (86) mit einem vorgegebenen Gewicht trägt.