DE1801681A1 - Schnellfeuerverschluss mit drehbarem Verschlusszylinder fuer Waffen und Werkzeuge - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE MÖNCHEN 5

DR.-ING. H. FINCKE MOLLERSTR. 31

DIPL-ING. H. BOHR

D₁PL-INO.S.STAEOER Kappe 7698 7.0KT. 1968

Beschreibung

zum Patentgesuch
der Firma TRV/ IWG., Redonäo Beach, California/V.St.A.

betreffend

SCHIELLFEUBRVIRSCHLUSS MIT DREHBAREM VERSCHLUSSZYLINDER FÜR

WAFFEN UiTC) WERKZEUGE

ft-+
PSIORITAT: 6» Oktober 1967 - V» St. A.

Kurgbeschreibimg

Die Erfindung beinhaltet einen Schnellfeuerverschluss mit offener Verschlussklammer, bei viel ehern eins innere gekrümmte Vfandungsfläche eines achsparallel, verlaufenden Kammerwandungsteiles in einem geringen Winkel gegenüber dem Umfang eines drehbaren Verschlus3Zylinders in Richtung der Zylinderdrehung derart divergiert, dass beim Abschiessen eines Geschosses eine Ausdehnung der Geschosskartusche gegen die Wandungsfläche von gegeneinander beweglichen Verschlussflächen erfolgt, um eine Abdichtung hinsichtlich Treibgasaustritt zu erzielen, ein Antriebsdrehmoment auf den Zylinder in Richtung von dessen Drehung auszuüben und damit dem Reibungsdrehmoment entgegenzuwirken, das durch Druckberührung der Kartusche mit der Verschl us ska-mmer bzw. der gekrümmten Wandungsfläche hervorgerufen wird.

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_ 2 Ausführliche Beschreibung - -_:

Die Erfindung betrifft einen Schnellfeuerverschluss mit drehbarem Verschlussaylinder für Waffen und Werkzeuge.

Es sind bereits Verschlüsse der erwähnten Art nach den USA-Patentschriften 2 983 223; 3 041 939; 2 831 HO; 2 847 784 und 3 046 890 bekannt. Ein solcher Verschluss weist eine rahmenartige Verachlusskaramer auf, die einen Zylinder mit einer oder mehreren seitlich gegen den Umfang des Zylinders hin offenen Gesohosskammern auf einem Teil seines Umfangs umgibt. Der Zylinder wird einem Drehantrieb unterworfen, um aufeinanderfolgend jede Geschosskammer in eine Ladestellung, eine Abschußstellung und eine Auswerfsteilung au bringen. Wenn sich eine Gesehosskamnier in der Ladestellung befindet, steht die offene Seite der Geschosskammer des Zylinders mit einem Munitionsaufuhrdurchtritt in der Verschlusskammer in Verbindung, um eiae seitliche Einführungsbewsgung eines Geschosses in die Ge&ohosskammer au ermöglichen. Die offene Seite jeder Geschose.kammer ist₉ wenn sie sich in Abschußstellung befindet, durch die Verschlusskamnier geschlossen, das heißt durch den achsparallel verlaufenden Kammerwandungsteil der Verschlusskarürner, um ein Abschiessen des Geselios ses zu ermöglichen. In Auswerfstellung steht die offene Seite jeder Geschosskammer in Ausrichtung mit einer Auswerföffnung der Versohlusskammer, um ein seitlichem Auswerfen einer abgeschossenen Kartusche aus der Geschosskammer zu. bewirken, Schnellfeuerverschlüsse der erwähnten Art können in zahlreichen Einrichtungen verwendet werden, und zwar sowohl in Waffen, insbesondere Geschützen, als auch in mittels Treibgaskartuachen angetriebenen Werkzeugen,, beispielsweise Bolzen-, schussgeräten aum Schlachten, Kaheleäpleissgeräten, Dübelschussgeräten, Olbohrlochperforatoren und dergleichen»Ob- gleich die Lehr© öer vorliegenden Erfindung mit bei allenangegebenen Werkzeugen Vorteile ergibt, liegt ein Hauptanwendungsgebiet bei Waffen oder Geschützen», insbesondere

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solchen mit hoher Feuergeschwindigkeit. Die Erfindung ist demgemäss in Verbindung mit einem Geschütz beschrieben.

Nach dem erwähnten Stand der Technik sind Schnellfeuerverschlüsse. in awei verschiedenen Arten bekannt. Bei der einen Art (USA-Patentschrift 3 041 939) ist der Verschlusszylinder einer kontinuierlichen Drehung beim Schiessen unterworfen, und der Geschütalauf oder mehrere Geschützläufe sind unmittelbar an dem Zylinder befestigt und rotieren mit demselben. Diese Art Sehneilfeuei^rerschluss, nachfolgend als Schnellfeuerverschluss mit drehbarem Lauf bezeichnet, ist zur Erzielung hoher Feuergeschwindigkeiten besonders geeignet. Bei der anderen Art eines Verschlusses (in den übrigen bereits erwähnten Patentschriften beschrieben) sind der Geschützlauf oder die Geschütsläufs an der Versehlusskammer fest angebracht, und der Verschlusssylinder wird intermittierend derart angetrieben; dass er während des Abschusses kurzzeitig arretiert wird* Ein solcher Verschluss ist nachfolgend als Verschluss mit offener Verschlusskammer und festem Lauf beseichnot. Der Erfinctungsgsdanke ist gemäss der nachfolgenden Besehreibung auf beide Arten von Verschlüssen anwendbar, jedoch ergibt .sich eine besonders günstige Yfirkung hinsieht]ich der Vermeidung bestimmter Probleme, welche bei Verschlüssen mit drehbarem Lauf bäsw. Läufen auftreten. Aus diesem Grund ist. <äie Erfindung nachfolgend für einen Geschützverschluss mit drehbaren Läufen beschrieben.

Die bei Verschlüssen eier erwähnten Art auftretenden Probleme umfassen die aui den Ver8ohlusszyl:inäer während des Feuerns ainwirkende Reibungskraft und die dementsprechend erforderliohe hohe Kraft au* Drehantrieb dea Zylinders= ITm zu einem richtiger·. Verständnis dieser Probleme ^u gelangen, seien nachfolgend Unterschiede zwischen einem Verschluss mit offener Ranraie·;· und einem äblichea Verschluss mit geschlosse-

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ner Kammer bei Anwendung auf automatische Waffen oder Geschütze erläutert. Ein übliches automatisches Geschütz verwendet eine wirksam geschlossene Verschlusskammer, das. heißt eine Kammer, welche um ihren ganzen Umfang geschlossen ist, und einen vier Takte umfassenden Abschusszyklus. Dieser Abschusszyklus umfasst eine anfängliche seitliche Einführungsbewegung jedes Geschosses in eine Stellung axialer Ausrichtung mit dem Verschlussende der Verschlusskammer, axiales Einschieben oder*Einstossen des Geschosses in die Verschlußkammer nebst Abschiessen in derselben, axiales Herausziehen der abgeschossenen Kartusche aus der Verschlusskammer und abschliessendes seitliches Auswerfen der Kartusche. Ein solcher üblicher Verschluss weist in Verbindung mit seinen vier, den Abschusszyklus bildenden Takten zahlreiche Nachteile auf, welche an sich bekannt sind und hier nicht näher erläutert werden sollen. Ss genügt der Hinweis, dass dieerforderlichen Axialbewegungen, das heißt das Einstossen und Herausziehen jedes Geschosses bzw. der Kartusche während des Abschusszyklus eine wesentliche Beschränkung der maximalen Feuergeschwindigkeit darstellt«

Ein Verschluss mit offener Kammer vermeidet dieses besondere Problem und weist einen einfachen,zwei Takte umfassenden Abschusszyklus auf, welcher eine anfängliche seitliche Einfüh« rungsbewegung der Munition bis zur Abschussstellung und ein abschliessendes seitliches Auswerfen der Kartusche aus der Abschußstellung umfasst. Im Verlauf des Abschusszyklus wird jedes Geschoss seitlich in eine Gesohosskammer des Verschluss Zylinders über die offene Seite der Verschlusskammer eingeführt und danach durch Drehung des Cylinders seitlich in eine Abschußstellung transportiert» Each dem Abschiessen wird die abgeschossene Kartusche aus der Abschußstellung durch Drehung des Zylinders in seitliche Richtung transportiert und schließlich aus der Verschlusskammer durch deren offene Seite ausgeworfen. Auf diese Weise wird durch einen Verschluss mit offe-

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ner Kammer jegliche Axialbewegung der Munition vermieden. Folglich hat ein Geschütz mit einest eine offene Kammer aufweisenden Schnellfeuerverschluss eine hohe Feuergeschwindigkeit, die bei weitem die maximale Feuergeschwindigkeit eines konventionellen automatischen Geschützes überschreitet.

Ein Verschluss mit offener Kammer bietet indessen eiiB Schwierigkeit insofern als zwischen der Verschlusskammer und dem Verschlusszylinder verschiedene relativ bewegliche Überlappungsflächen vorliegen,, welche während des Schiessens gegen Treibgasaustritt abgedichtet sein müssen. Eine dieser Überlappungsflächen liegt zwischen der inneren Wandungsfläche des achsparallel verlaufenden Kammerwandungsteils der Verse hlusskammer und dem Umfang des Verschlusszylinders um die offene Seite jeder Geschossäammei vor.Bei Geschützverschlüssen mit offener Kammer geuiäss den vorangehend erwähnten Patentschriften werden diese Überlappungsflächen während des Schiessens durch die Kartusche abgedichtet. Zu diesem Zweck weist jede GeschoBökamnier in dem Verschlusszylinder einen V-förmigen Querschnitt auf und ist durch zwei konkave Seitenflächen begrenzt, welche in Richtung der Zylinderachse konvergieren und läiifjs ihrer radialen Innenkanten aneinander ansohliesset». Die Innenwandung des achsparallel verlaufenden Kammerwandungsteiles der Verschlusskammer ist in einem im wesentlichen gleichen Radius gekrümmt und befindet sich in dichtem Abstand oder in Berührung mit dem Umfang des Verschlusszylinders. Wenn eine G&schosskammer sich in Abschußstellung befindet, wird die Oberseite der Kammer durch die innere gekrümmte Wandumgsfläche des achsparallel verlaufenden Kammerwandungöteiles überdeckt und abgeschlossen, so dass die Kammer einen Dreiecksquerachnitt aufweist,

Die vorangehend erwähnten" Druckschriften zeigen zwei verschiedene Au3führuo.i|sformen von Geachosükammern« Die bevorzugte Ausbildung genäse der Mehrzahl der Drucke chri ft en v/eist Ge-

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schosskammer-Seitenfläcnen auf, welche in dem gleichen Radius wie eier Umfang des Verschlueezylividers gekrümmt sind, so dass jede Geschoss&aramer, wenn sie sich in AbschuSstellung befindet ρ einen allgemein gleichseitigen Dreiecksquersehnitt aufweist.

Die Kartuschen von Geschossen, welche in derartigen Verschlüssen, mit offener Kammer abgeschossen werden, weisen allgemein den gleichen Dreiecksquersahnitt wie die Geschosskammern auf und sind komplementär h±e:cz~a ausgebildet= Wenn sich dementsprechend ein. Geschoss innerhalb einer Geschosskamme r in Abschußstellung befindet, ist die gekrümmte Seite der Kartusche, welche an der offenen rfeite der Geschosskamraer freiliegt, im wesentlichen bündig mit dem Umfang des Ver - achlusβ Zylinders= Jedee Geschoss veiat eine elastische untrennbare Kartusche ac.ü_t welche vorzugsweise aus einem der Plastikstoffs hergestellt ist, die in den eingangs genannten Patentschriften angegeben sind., Wenn ein Geschoss abgefeuert wird, wirkt der hohe !Treibgasdruck· innerhalb der Kartusche auf zweifache V/eise. Einmal drückt das Treibgas das Projektil des Geschosses nach vorn durch den Ges-chützlauf ₉ mit dom sieb das Geschoss in Ausrichtung befindet ι sum anderen dehnt das unter Druck stehende Gas die el as ti-3Ch^ Kartusche n&ch aussen gegen die Wandungen der Geschosska^mer sowie gegen lie inrere Wandungsfläche des achsparallel verlaufenden Kammerwawäungo teils, wobei die Überlappungsfläohea awiacheti dem Kammerv/andungsteil und dem Umfang des Verschlusszylinders um die offene Seite der G-esehosskamiaer herum abgedichtet werden =

Die Erfindung bezweckt eine Redußierung der durch die Kartuschen hervorgerufenen Reibangskraft 3owie der erforderlijhen Antriebsleistung für den Verschlusssylinder. Dies ist bei einem Geschütz mit offener Verschlu-sakammer -';."ä dr.-.hbi.xea Lauf sehr wesfmtlichj well hier (Ihr Lauf oder öii Laufe -;m

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dem Verschlusszylinder befestigt sind und sich mit demselben drehen, wobei der Zylinder während des Schiessens eine kontinuierliche Drehung ausführt. Folglich ist die Kartusche jedes Geschosses einer seitlichen Gleitbewegung über die gekrümmte innere Wandungsfläche des achsparallel verlaufenden Kammerwandungsteiles zusammen mit einer Ausdehnung gegen diese Wandungsfläche hin unterworfen_f um die Überlappungsflächen des Verschlusses abzudichten. Dies bewirkt ein wesentliches Reibungsörehmoment an dem Verschlusszylinder und steigert wesentlich die erforderliche Leistung zum Antrieb des Zylinders,

Obgleich dieses Reibungsproblem bei einem Geschütz mit offener Verschlusskammer und sich drehendem Lauf am meisten stört, liegt es auch in geringerem Ausinass bei einem Geschütz mit offener Verschlusskanmier und festem Lauf oder in anderen mit offener Verschlusskammer versehenen, vorangehend erwähnten Einrichtungen vor. Bei einem Geschütz mit festem Lauf ist der Verschlusszylinder während des Abschusses ortsfest und somit keiner durch Treibgasdruck hervorgerufenen Reibungskraft im Augenblick des Abschiessenra unterworfen, jedoch kann der Zylinder nichtsdestoweniger von einer Abschlißstellung zu der nächsten Stellung unmittelbar nach dem Abechuss gedreht werden, während der Treibgasöruok innerhalb der abgeschossenen Kartusche sich noch auf einem et'höliten Wert befindet. In Abhängigkeit von der Feuergeschwindigkeit des Geschützes und der ■ Winkel geschwindigkeit dee Verschluss KyI iiidsrs kann der Wert des Treibgasdruckes innerhalb der Kartusche jedes abgefeuerten Geschosses derart sein, dass die Kartusche in genügender Reibimgs berührung mit der inneren gekrümmten Wandungsfläche den achsparallel verlsufanden Kammerwandungsteiles gehalten wird _s um ein weacriliches Reibungsdrehmoment an dem ■Verschlusszylinder auszuüben.

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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Verschlusses mit offener Verschlusskammer, welcher das vorangehend er-(läuterte Reibungsproblem vermeidet=. Zu diesem Zweck ist bei einem erfindungsgemässen Verschluss die innere gekrümmte Wandungsfläche des achsparallel verlaufenden Kammerwandungsteiles abgeschrägt, das heisst-gekrümmt oder so geformt, dass diese Wandungsfläche in einem geringen Winkel gegenüber dem Umfang des Verschlusszylindere in Richtung der Zylinderdrehung divergiert. Der Abschrägungswinkel ist so gehalten, dass die durch den Treibgasdruck hervorgerufene Ausdehnung der Kartusche jedes abgefeuerten Geschosses zu der Wandungsfläche hin die Überlappungsflächen gegenüber einem Austritt von Treibgas abdichtet und ein Antriebsdrehmoment auf den Verschlusszylinder in Richtung seiner Drehung ausübt. Dieses Antriebsdrehmomerit, nachfolgend als kompensierendes Drehmoment bezeichnet, reduziert in wirksamer Weise das auf den Zylinder wirkende Reibungsdrehmoment und damit die erforderliche Leistung zum Drehantrieb des Zylinders. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der in Radianteinheiten gemessene Winkel zwischen der inneren gekrümmten Wandungsfläche des achsparallel verlaufenden Kammerwandungeteils und dem Umfang des Zylinders im wesentlichen gleich dem Reibungskoeffizienten der Kartusche gegenüber der Wandungsfläche gehalten. Unter diesen Bedingungen heben sich das Reibungsdrehmoment und das kompensierende, auf den Verschlusszylinder wirkende Drehmoment im wesentlichen auf.

Eine Abschrägung der inneren gekrüminten Wandungsfläche des achsparallel verlaufenden Kammerwandungsteiles in der obsn erwähnten Weise ergibt einen schmalen Schlitz zwischen dem Umfang des Zylinders und der nachlaufenden Kante des achsparallel verlaufenden Kammerwandungsteiles gegenüber der Richtung der Zylinderärehung. Gemäss der vorliegender} Erfindung wird die Breite dieses Schlitzes so gering wie möglich gehalten, um ein Aufblasen oder Reissen der Kartusche durch den Schlitz zu vermeiden, indem das Material der

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Verschlusskammer und der Kartusche im Sinne eines verhältnismässig niedrigen Reibungskoeffizienten ausgewählt werden« Ein reduzierter Reibungskoeffizient vermindert den Abschrägungswinkel des achsparallel verlaufenden Kammerwandungsteiles, welcher erforderlich ist, um an dem Zylinder ein kompensierendes Drehmoment annähernd gleich dem Reibungsdrehmoment zu erseugen, was wiederum die Breite des Schlitzes vermindert.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es z&igen%

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Schnellfeuerverschlusses in perspektivischer Darstellung,

Pig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Pig. 1,

Pig« 3 einen durch einen kreisförmigen Pfeil 3 in Fig. eingeschlossenen Bereich in vergrösserter Darstellung,

Pig. 1 ist ein mehrläufiges Schnellfeuergeschütz 10 mit offener VerschluüSkammer abgesehen von einer Abschrägung an einer inneren gekrümmten Wandungsfläche 50 eines achsparallel verlaufenden Xammerwandungsteilee 52 einer Verschlusskammer 12 in an sich bekanntet- Weise ausgebildet und nachfolgend nicht im einsielnen erläutert. Die Verschlusskammer 12 umfasst einen rückwärtigen Steg 14 und einen vorderen kreisförmigen Flansch 16. Eine zentrale Achse" 18 dee Flansches 16 fällt mit der Längsachse der Verschlusskammer 12 zusammen. Innerhalb der Verschlusskammer 12 iat koaxial mit der Achse 18 eine Zylinderlagerfläche 20 vorgesehen. Ein hinterer Teil 22 der Verschlusska/nmerinnenfläehe innerhalb des Steges 14 ist beidseitig offen. Ein vorderer Teil 24 der Verschlusskammerinnenflache weist Kreisquerschnitt auf, ist radial gegenüber der rückwärtigen Verschlusskammerinnenfläche

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erweitert und öffnet sich nach vorn durch das Vord^rende des Flansches 16„ ■ -

Innerhalb der Verschlusskammer 12 ist ein Verschlusszylinder 26 gelagert» welcher einen rückwärtigen sylindrischen Endabschnitt 28 innerhalb des hinteren Teils 22 der Verschlusskammerinnen.fla.che und einen vorderen zylindrischen radial erweiterten Plansch 30 innerhalb des vorderen Teils 24 der Verschlusskamiaerinnenf lache auf. Koaxial von dem rückwärtigen Ende des VerschlussZylinders verläuft eine Welle 32, welche in dem rückwärtigen Ende der Versclilusskammer 12 gelagert ist. Der Zylinderflansch JO ist von einem Kugellager 34- mit einem inneren Ring 36, viel eher auf dem Zylinderflansch festsitzt und einem äusseren Ring ?38_? welcher innerhalb des Flansches 16 festsitzt₃ umgeben. Der Verschlusszylinder ist durch seine Welle 32 sowie das" Lager 34 um die Achse 18 drehbar in der Verechlusskammer 12 gel

Ein rückwärtiger Endabschnitt 28 des Versehlusssylinders 26 weist eine bestimmte Anzahl von gleichförmig über den Umfang verteilten, in Längsrichtung verlaufenden Geschoßkammern 40, im vorliegenden Fall vier GeschossfcamHiern_v auf» Jede Gesclicß kamaier öffnet sich seitlich durch el en Umfang des' Zylinders und weist eine allgemein dreieckige abgerundete Querschnitts form auf. Eine Anzahl von G-eschütsläufen 42 ist in den vorde ren Zylinderflansch 30 geschraubt oder anderweitig befestigt. und erstreckt sich von hier aus nach vorn parallel au der Achse 18. Die Anzahl dieser Läufe ist gleich derjenigen der Geschosskammern 4O₅ und die Läufe befinden sich hiermit in Axialausrichtungο Sine Bohrung 44 jedes Laufes öffnet sich nach rückwärts zu dem vorderen Ende der jeweils benachbarten Geschosskammer» Der Verschlussaylinder 26 sowie die Läufe 42 sind gleichzeitig um die Achse 18 drehbar.

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An dem rückwärtigen Ende der Versehlusskammer 12 ist ein Hotor 46 angebracht, um den Verechlusssylinder 26 sowie die Läufe 42 in Uhrseigerrichtung (Blickrichtung gemäss Fig. 2, 3) anzutreiben bzw. zu drehen. Während dieser Drehung drehen sich die Geschosskammern 40 in Aufeinanderfolge an einer ladestellung, einer Abschußstellung und einer Kartuschenauswerfstellung vorbei. In der Ladestellung steht die offene Seite jeder Geschosskammer in Ausrichtung mit einem Munitionszufuhrdurchtritt in der Versehlusskammer, um eine seitliche Einfuhrungabewegung scharfer Geschosse 48 in die Kammer zu ermöglichen« Dieser Zufuhrdurchtritt ergibt sich durch die offene link ο Seite der Versehlusskammer 12 bei Blickrichtung geasäss Fig. 2. In Abschußstellung wird die offene Seite jeder Geschosskainmer abgedeckt und durch die Wandungpfläche 50 des Kammerwandungsteiles 52 geschlossen. In Auswerfeteilung steht die offene Seite jeder Geschosskamraer in Ausrichtung mit einer Kartuschenauswerföffnung der Versehlusskammer ρ um ein seitliches Auswerfen einer abgeschlossenen Kartusche zu ermöglichen. Diese Auswerföffnung ist durch die offene rechte Seite der Verschlusskammer 12 (Blickrichtung nach Pig. 2) gebildet« Das Geschütz 10 umfasst einen Munitionseinführungsschacht 54 zur seitlichen Aufgabe von Geschossen 48 in jede GeschoBSkammer während deren Drehung durch die Ladestellung. Bei einem erfinclungsgemässen Verschluss mit offener VerschluGskammer lassen sich verschiedene Munitionszufuhrelement« verwenden, insbesondere solche gemäss einor der vorangehend erwähnten Patentschriften. Das besondere Munitions auf uhr el eraent g-emäsa der dargestellten Au sf uhr ungaform umfasst eiu Muni ti onem-a gasin mit einem federbelasteten Schieber (nicht gezeichnet), um öle Munition in dem Magazin gegen den Verocl'lusrF.ylinder 26 ζυ. drücken. In ähnlicher Weise kann ein Geschütz mit offener Verschluss skaramer gemäss der Erfindung verschiedene Abschuaselemente zum Abschiessen eines Gefschosses in äav Abachußr-tellung umfass en. Bei dem besonderen dargestellten Geschütz umfaest jede Kartusche der

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Geschosse 48 eine elektrisch betätigte Zündkapsel 56, und das Geschütz ist mit (nicht gezeigten) elektrischen Zündelementen versehen. Diese elektrischen Zündelemente sind an dem rückwärtigen Ende der Verschlusskaiamer 12 an einer solchen Stelle angebracht, dass jede Kartusche beim Ankommen der dieser zugeordneten Geachosskammer 40 an der Abschußstelle innerhalb der Verschlusskammer gezündet werden kann.

Das Geschütz ist_? soweit es beschrieben wurde, in üblicher Weise aufgebaut. Während des Einsatzes des Geschützes werden der Verschlusszylinder 26 sowie die Geschützläufe 42 gleichseitig durch den Zylinderantriebsmotor 46 angetrieben. Die Geschosskammern 40 werden hierbei aufeinanderfolgend durch ihre Lade-Abschuss- und Auswerfstellung bewegt. Beim Vorbeilaufen jeder Geschosskaramer an dem Munitionszufuhrdurchtritt wird ein scharfes Geschoss aus dem Magazin bzw« dem Schacht 54 aufgenommen. Das Geschoss wird alsdann durch die Zündelement^ an der Absihußsteile gezündet. Eine Treibladung 60 innerhalb der Kartusche erzeugt einen hohen Gasdruck, welcher das (nicht gezeigte) Projektil durch die Bohrung des entsprechenden Laufes nach vorne treibt*

Wie bereits vorangehend erwähnt wurde, besteht ein wesentliches Problem bei ei nein Geschütz mit offener Verschlusskammer in der Abdichtung der Überlappungsflächen des Verschlusses gegenüber einem Treibgasaustritt während des AbschiessenSj wobei die Abdichtwirkung jeweils durch die Kartusche 62 bewirkt wird. Zu diesem Zweck besteht jede Kartusche aus einem elastischen unbrennbaren Material, beispielsweise einem in den vorangehend erwähnten Patentschriften beschriebenen Material,. Beim Zünden einer Kartusche in der Geschosskaiumer 40 dehnt sich das unter Druck stehende Treibgas; innerhalb der Kartusche aus und drückt diese gegen die Wandungen der Gesehosska^mer sowie der Yerschlusskammer i?._f um die Überlappungsflächen gegen Gasaus tritt absudiohteru Ein

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grösserer Teil dieser Abdichtwirkung umfasst eine Ausdehnung gegen die Wandungsfläche 50 seitens der Kartusche, welche an der offenen Seite der Geschosskammer freiliegt, um die awlsehen dem Kammerwandungsteil 52 sowie demTerschlusszylinder 26 vorliegenden Überlappungsflachen um die offene Seite der Kammer abzudichten. TJm diese letztgenannte Abdichtwirkung au erreichen_s ist der Kammerwandungsteil 52 ia etwa dem gleichen Radius wie der Zylinderumfang gekrümmt und befindet sich in dichter Nähe mit dem Zylinder oder in Gleitberührung hiermit. Wie vorangehend erwähnt wurde, ist die freiliegende Seite jeder Kartusche 62 ebenfalls in dem gleichen Radius gekrümmt. Die Kartusche vermag sic'n somit in innige Berührung mit der Wandungsfläche 50 au3zudehnen. um in wirksamer Weise die offene Seite der Ges:;b.osskammer gegen Treibgasaustritt abzudichten«

Diese Abdichtfunktion ergibt indessen eine wesentliche, auf den -Verschlusssylincler 26 wirkende Reibung, was eine entsprechend hohe Antriebsleistung erfordert, um den Zylinder zu drehen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel unterliegt die radial äussere Seite der Kartusche 62 einer seitlichen Gleitbewegung über die Wandungsfläohe 50 des Kammerwandungsteiles 52 in Verbindung mit einer Ausdehnung gegen die Wandungsfläche 50 durch den 'Trerbgasdruck, um die tfberlappungsflächen abzudichten. Diese Gleitbewegung verursacht ein hohes, auf dem Zylinder wirkendes Re:. cungs drehmoment, we] ches durct. eine entsprechend hohe, auf dan Zylinder wirkende) Antriebskraft ausgeglichen werden aus3_o Es lasst sich beispiel.3K3ise zeigen_} dass eine Antriebsleistung W_? welche zur Überwindung eines solchen Reibungsclrehmomsntes sowie zur Aufrechtorhaltung einer konstanten Drehzahl des Yerschlusszylinder.^ erforderlich isrö, der Gleichung

W= Kn²U
genügt» vobei

E eins Konstante₉ 909820/ 0092 η die Schusß-gaschwlndigkeit,

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u den Reibungskoeffizienten der Kartusche gegenüber dem KamnieTwandungeteil 52

darstellen.

Das auf den Verschlusszylinder 26 beim Abschuss einwirkende Reibungsdrehmoment kann in gewissem Umfang reduziert werden, indem für die Kartusche und die Verschlusskammer Stoffe mit verhältnismässig niedrigem Reibungskoeffizienten verwendet werden. Selbst bei der höchsten auf diese Weise erzielbaren Reduzierung des Reibungsdrehmonientes ist das verbleibende Reibungsdrehmoment und damit die erforderliche Antriebsleistung für Verschlusszylinder noch sehr hoch.

Erfindungsgemäss wird eine weitere wesentliche Reduzierung des Reibungsdrehmomentes an dem Verschlusszylinder 26 und damit eine wesentliche ,Reduzierung der Antriebski-af t des Zylinders erzielt,, indem die Wandungsfläche 50 des Kammerwandungsteiles 22 in der gezeigten Weise abgeschrägt v/ird. Erfindungsgemäss ist die Wandungsfläche 50 derart gekrümmt, dass sie um einen geringen Winkel a_ gegenüber dem Umfang des Veraehlusszylinders 26 in Richtung von dessen Drehung divergiert. Wenn die Wandungsfläche 50 auf diese Weise abgeschrägt ist, übt die Kartusche 62 eine Ktfaft P_n gegen die Wandungsfläche 50 längs einer Linie aus, die senkrecht hierzu steht. Die Kartusche und damit der Verschlusszylinder 26 sind auf diese Weise einer gleichen und entgegengesetzten Reaktionskraft P unterworfen, welche in eine Komponente F radial zu dem Zylinder und eine Komponente P^. tangential au dem Zylinder zerlegt werden kann. Diese tangentiale Kraftkomponente hat eine Grosse, welche eine Funktion des Abschrägungawinkels £ ist und ein Antriebs- oder Kompensationsdrehmoment auf den Verschlusszylinder entgegengesetzt zu der auf diesen wirkenden Reibungskraft ausübt.

Eine Steigerung des Abschrägungswinkeis steigert das"kompensierende Drehmoment, das an dem Verschlusszylinder 26 durch den seitens des Treibgasdruckes hervorgerufenen Schub

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jeder Kartusche gegen die Vfendungsflache 50 erzeugt wird. Wenn der Abschrägungswinkel gemessen in Radianteinheiten gleich dem Reibungskoeffizienten der Kartusche gegen die Wandungsfläche gemacht wird, erfolgt ein Ausgleich des kompensierenden Drehmomentes und eine wirksame Beseitigung des auf den Zylinder wirkenden Reibungsdrehmomentes. Die Abschrägung der Wandungsfläche 50 in der beschriebenen Weise steigert indessen die Breite des Schlitzes zwischen dem Zylinderumfang und dem nachlaufenden Ende des Kammerwandungsteiles 52 in Richtung der Zylinderdrehung. Wenn diese Schiitsbreite zu gross wird, kann die Kartusche 62 unter der Einwirkung des beim Abschiessen erzeugten Treibmittelgasdruckes durch den Schlitz gedrückt werden und/oder reissen. Demgemäss sind der maximale· Abschrägungswinkel der Wandungsfläche 50 und somit die Grosse des resultierenden erzeugten Korapensationsdrehmomentes in dem Yerschlusszylinder 26 durch die maximale Schlitzbreite begrenzt, welche ohne ein Reissen der Kartusche noch zugelassen werden kann. Dieses Problem der maximalen Schlitzbreite wird in gewissem Mass dadurch vereinfacht, dass die Zeitdauer des hohen Treibiaittelgasdruckes während eines Abschusses verhältnismässig gering (geringer als eine Millisekunde) und die Umfangsgeschwindigkeit des Verschlusssylinders demgegenüber verhältnismässig niedrig sind (in der Grössenordnung von 16m pro Sekunde). Unter Bei'ücksichtigung aller dieser Faktoren ergab sich eine maximale Schlitzbreite in der Grossenordnung von 0,5 mm. Wenn Herstellungstoleran» zen und ihre Einwirkungen auf minimale laufende Schlitze ebenfalls betrachtet werden, ergibt sich, dass ein maximaler AT: sehrägungs winkel a_ in d<sr Gros« sen Ordnung von 0,025 Redianteinheiten für eiup Umfangsgeschwindigkeit von

ο 16m/sftc verwendbar ist» wobei eine maximale Schiitsbrei-

co te you 0,^r:> mm nicht überschritten wird_s und dass mit einem ^ Reibungskoeffizient eier KartusoliK gegenüber der Wandungs- ^ fläche TiO in der (irb'sstmordnung. von 0,04 (entsprechend dem

cd Reibungskoeffizient von I'eflon gegenüber poliertem Stahl) ^ das kompensierende Drehmoment auf den Verschlusszylinder in der Grös:-jenordnung von 62$ ces auf den Zylinder während

SAD

des Abschusses wirkenden Reibungsdrehmomentes liegt.

Die maximal zulässige Schlitzbreite ist der steuernde Faktor, Bei niedrigeren Umfangsgeschwindigkeiten und/oder kürzeren Perioden der Treibgaseinwirkung kann der zulässige Abschrägungswinkel infolge der seltene der Kartusche während der Druckeinwirkung durchlaufenen kürzeren tangentialen Entfernung gesteigert werden. Bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 m pro Sekunde wird das kompensierte Drehmoment auf den Verschlusszylinder gleich dem Reibungsdrehmoment und reduziert die Erfordernisse hinsichtlich der zur Kompensation der Reibung erforderlichen Antriebskraft auf Null.

Claims (4)

1601681 Patentansprüche

1. Schnellfeuerverschluss mit drehbarem Verschlussaylinder und beidseitig seitlich offener Verschlusskaaimer, insbesondere für Waffen und Werkzeuge, mit einem Munitions aufuhrdurehtritt und einer Kartuschenauawerföffnung, in Längsrichtung des Verschlusscylinders verlaufenden, sich seitlich durch dessen Umfang öffnenden Geschosskammern, deren offene Seite, wenn sie mit dem Munitionssufuhrdurchtritt in Ausrichtung steht, eine seitliche Einführung eines Geschosses ermöglicht, nacn Drehung in eine Abschußsteilung durch einen Kammerwandiogsteil der Verschlusskammer überdeckt und geschlossen ist und nach Drehung in eine Auswerfstellung mit der Auswerföffnung in Ausrichtung steht sowie ein seitliches Auswerfen der abgeschossenen Kartusche ermöglicht, wobei der Zylinder und die Verschlusskammer gegen Gasaustritt zu schützende überlappungsflächen um die offene Seite einer G-sschcsskammer bilden, wenn sich diese in der Abschußstellung befindet, wobei ferner der während des Äbschiessens eines Geschosses in der Absehußstellung erzeugte Treibgasdru^k die Kartusche gegen die Wandungen der Gesßhosskammer sowie des Eammerwandungsteiles der Verschlusskammer drückt, um die Überlappungsflächen gegen Treibgasaustritt abzudichten und wobei endlich die Wandungsfläohe des Kammerwandungateiles der Yerschlusskammer, welche sich dicht neben dem Zylinderumfang befindet, im wesentlichen die gleiche Krümmung wie diese aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die innere gdrümiate Wandungsfläche (50) des Kammerwandungstelles (52) in einem geringen Winkel (a) gegenüber dem Umfang des Verschluasaylinders (26) in Richtung der Zylinderdrehung divergiert, wobei eine Ausdehnung der Kartusche jedes abgefeuerten Geschosses (48) gegen die Verschluaskammar (12) ein Antriebsdrehmoment auf den Verschluss zylinder (26) in Breinrichtung ausübt,

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ORlGiNAU

1(2

2. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Munitionszufuhrdurchtritt und die Kartuschenauswerföffnuag seitlich durch entgegengesetzte Seiten der Verschlusskammer (12) verlaufen und zwischen sich einen Kammerwandungsteil (!52) an der Verschlusskammer (12) bilden und dass die Verschlusskamraer die Wandungsfläche (50) des Kammerwandungsteiles (52) umfasst.

3» Verschluss nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a in Fig. 3) zwischen der Wandungsflächö (50). unö dem Umfang des Verschlussaylinders (26) in Radianteinheiten annähernd dem Gleitreibungskoeffiaienten" einer Kartusche gegen dio Wandungsfläche (50) entspricht,

4. Verschluss nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vorderende dea Verschlusszylinders (26) sov/ie-von diesem aus in koaxialer Ausrichtung mit jeder Geschosskammer (40) verlaufend «in Lauf (42) befestigt ist, dessen Bohrung aich nach rückwärts, zu der zugeordneten Geschossk-ammer (4O) hin öffnet.

Für Firma TRW INC.

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