DE1936973A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abfeuern von Geschossen aus Rohren und Laeufen - Google Patents

Description

DR. RUDOLF BAUER · DIPL.-ING. HELMUT HUBBUCH

PATENTAISiWALTE 4 Q O Q Q "7 ^

753PFORZKEtM,

WESTtICHE 31 (AM LEOPQLDPUCfZ) TEL.; (07231)124290

15.7.1969 Firma ABAMA S.A. in Genf (Schweiz)

und Vorrichtung zum Abfeuern von Geschossen aus Bohren und Läufen"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Abfeuern von Geschossen aus Bohren und Läufen mit Hilfe einer Treibladung.

Aus ballistischen Gründen ist bekanntlich beim Abschießen von Geschossen eine möglichst hohe Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses beim Verlassen des Eohres oder Laufes erwünscht. Die Anfangsgeschwindigkeit ist im wesentlichen eine Funktion des Druckintegrals über die Zeit, d.h. der Höhe und der Dauer des Drucks, den die bei der Explosion der Treibladung entstehenden Gase auf das Geschoss ausüben. Die Höhe des Drucks ist durch die Festigkeit des Eohres oder Laufes begrenzt, die Dauer der Einwirkung durch die Länge des Rohres oder Laufs.

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Hit dem Verfahren der Erfindung wird nun "bei gegebener Festigkeit und Länge des Rohres oder Laufes die Anfangs» geschwindigkeit durch Verwendung von Treibladungen gesteigert, welche durch mechanische Trennung und zeitlich getrennte Zündung und/oder unterschiedliches Verhalten beim Abbrennen der sie bildenden Sprengstoffe mehr als eine Druckspitze im Druck-Zeit-Diagramm des Abschusses bilden.

Ebenso können mehrere Druckspitzen erfindungsgemäß dadurch erzeugt werden, daß der Ausdehnung der Treibladungsgase nacheinander mehrere Widerstände entgegengesetzt werden.

In Pig. 1 der Zeichnung ist ein Druck-Zeit-Diagramm gezeigt, wie es bei den bekannten Vorrichtungen beim Abschuß eines Geschosses auftritt. Die einzige Druckspitze ?«, die die Elastizitätsgrenze des Rohrmantels übersteigt, wird durch den Widerstand ausgelöst, den das noch nicht beschleunigte Geschoß der Verbrennungsenergie einer Treibladung bekannter Art entgegensetzt.

Fig. 2 zeigt demgegenüber ein Druck-Zeit-Diagramm mit zwei zeitlich aufeinander folgenden Druckspitzen, wie es bei Verwendung einer nach dem Verfahren der Erfindung ausgebildeten Treibladung erhalten werden kann.

Wie Fig. 2 zeigt, kann erfindungsgemäß die Vermehrung der

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Druckspitzen im Druck-Zeit-Diagramm eines Abschusses erreicht werden, wenn sich die Treibladung aus zwei Sprengstoffen unterschiedlichen Abbrennverhaltens zusammensetzt. Von den beiden gleichzeitig gezündeten Sprengstoffen erzeugt der schneller abbrennende die Kurve p, der« langsamer abbrennende die Kurve p'. Die Kurven ρ und p¹ setzen sich zu einer Druck-Zeit-Kurve mit zwei Spitzen P™ und P^₁ zusammen.

Verwendet man erfindungsgemäß mechanisch getrennte Sprengstoffe gleicher Art, so kann die Vermehrung der Druckspitzen durch aufeinander folgende Zündung der beiden Sprengsätze erfolgen. Jig. 3 zeigt, daß der zuerst gezündete Sprengsatz die Kurve p, der zuletzt gezündete die Kurve p¹ erzeugt. Die Kurven addieren sich zu einer Kurve, die zwei Spitzen P™ und P.j, aufweist.

Eine ähnliche Kurve (3Tig. 4) kann erreicht werden, wenn das Geschoß unterteilt wird, so daß die Treibladungsgase in zeitlicher Folge zweimal auf Widerstand stoßen.

Die Sprengstoffe, deren programmierte Zündung und/oder Verbrennung gemäß dem Verfahren der Erfindung die Form des Druck-Zeit-Diagramms bestimmen, können gleicher oder verschiedener Art sein.

Sind sie verschieden, so können sie sich u.a. unterscheiden

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durch Hire chemische Zusammensetzung, ihre physikalischen Eigenschaften, ihr Gewicht, ihre tatsächliche und scheinbare Dichte, ihre Porösität, ihre Abbrenngeschwindigkeit, die stereometrische Gestalt ihrer Granuläre und deren Größe. Diese Sprengstoffe können direkt den Innenwänden der Brennkammer anliegen· oder ganz oder teilweise on ihnen abgetrennt sein, z.B. durch eine eingesetzte Hülse, einen schützenden Mantel, oder einen die Strahlungsenergie abweisenden Hantel.

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Um die Fortpflanzung der Zündung und/oder der Verbrennung zu verzögern, zu beschleunigen oder zu steuern, können diese Sprengstoffe gemischt werden mit, getrennt werden durch oder umhüllt sein mit anderen Stoffen, die brennbar, nicht brennbar oder schmelzbar, sogar explosiv sein können. Die Stoffe können eine Abschirmung, einen Reflektor,- eine Trennwand, eine Ladeschaufel, einen isolierenden Mantel, oder eine Hülle bilden und sich in Farbe, Überzug oder Imprägnierung unterscheiden.

Die Sprengstoffe können getrennt sein durch Vorrichtungen, die die Wirkung des Drucks und/oder der Temperatur, die durch Verbrennung eines oder mehrerer dieser Stoffe hervorgerufen werden, verzögern, beschleunigen oder steuern. Eine solche Vorrichtung kann z.B. aus einem Filter bestehen, einem Kolben mit kalibrierten Kanälen, einem Kolben mit einer Zünd- oder Verzögerungspille, einem Kolben mit einer Trennwand, deren

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Dicke und Widerstand kalibriert sind, einem Kolben* der am Ende seines Hubs ein Zündhütchen durchschlägt usw..

Da die Wiederholung der Druckspitzen gemäß vorliegender Erfindung u.a. auch durch Verbrennung von Sprengstoffen erreicht wird, die in getrennten Verbrennungsräumen oder -kammern eingeschlossen sind, die einen Bauteil des gleichen ballistischen Geräts bilden können diese Säume oder getrennten Kammern in beliebiger Weise angeordnet sein.

Sie können z.B. in einem einzigen unverformbaren Rohrmantel gemeinsam untergebracht sein. Sie können ihre eigenen unverformbaren Hüllen haben, wobei diese Hüllen so ausgebildet sind, daß sie zusammen mit dem Geschoß das ballistische Gerät, d.h. den Gegenstand der Erfindung bilden.

Die die getrennten Bäume oder Verbrennungskammern umschließenden Hüllen können unbeweglich oder beweglich eingebaut sein und mit dem unverformbaren Mantel, mit der Treibvorrichtung oder mit dem Geschoß eine Einheit bilden oder nicht«»

Die zeitliche Verschiebung der Zündung und/oder Verbrennung der in den getrennten Verbrennungskammern eingeschlossenen Sprengstoffe kann auch erreicht werden durch die im gewünschten ' Augenblick erfolgte Auslösung einer oder mehrerer Zündvprrich- \ tungen gleich welcher Art, z.B. elektrischer, piezo-

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- 6 elektrischer, Durchschlagzündung usw....

Die Zündung der in Verbrennungskasimem iintergelDraciiteii Sprengstoffe kann auch; durch thermische, piezo-elektrische,, mechanische oder dynamische Einwirkung erfolgen, die durch eine ■bereits in einer anderen Kammer stattfindende Verbrennung ausgelöst wird.

Die Wiederholung der Druckspitzen gemäß der Erfindung kann auch erreicht werden, indem man zwischen den Antriebskolben und das Geschoß eine Vorrichtung einbaut, die den Geschoßwiderstand gegen die Vorwärtsbewegung während ihrer Dauer variiert.

Eine solche Vorrichtung kann z.B. ein Dämpfer sein, der so ausgebildet ist, daß die erste Druckspitze während der Geschoßverzögerung (gedämpftem Lauf) erreicht-wird und die zweite Druckspitze durch den Geschoßwiderstand gegen die Beschleunigung am Ende des gedämpften Laufes.

Wenn sich am Ende des gedämpften Laufes der Geschoßwiderstand gegen die Vorwärtsbewegung als unzureichend erweist, um unter dem direkten Stoß des Antriebskolbens eine zweite Druckspitze auszulösen, kann man z.B. in diesem Moment hydraulisch den Geschoßwiderstand gegen den Stoß des Antriebskolbens erhöhen,

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indem der Antriebskolben auf einen hydraulischen Kolben größeren Durchmessers so einwirkt, daß dieser den hydraulischen Stoß auf das Geschoß überträgt (Differenzialkolben).

Ein weiteres Mittel, um die Druckspitzen gemäß der Erfindung zu wiederholen besteht darin, die Geschoßmasse in zwei oder mehrere Teilmassen aufzuteilen, so daß der Antriebskolben nacheinander auf den Widerstand der Teilmassen gegen die Vorwärtsbewegung stößt-, wobei der Druck jedesmal zu einer Spitze ansteigt, wenn eine Teilmasse in Bewegung gesetzt werden soll·

Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und teilweise im Schnitt mehrere Ausfuhrungsformen einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens der Erfindung.

Die Fig. 5 - 13» 25 und 26 zeigen Axialschnitte der Ausführungsformen einer Abfeuervorrichtung mit getrennten Verbrennung skammern.

Die Fig. 14· - 24 und 27 zeigen Ausführungsformen einer Abfeuervorrichtung mit nur einer Verbrennungskammer.

Die Fig. 20 - 24 zeigen in Einzelheiten geänderte Ausführungsformen der Fig. 19·

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Die iOhrungs stangen (Stoßstangen), deren leilstücke als Stummel in der Zeichnung gezeigt sind, haben die Aufgabe, die Geschosse wie Pfeile, Raketen, Granaten, Bomben, die selbst nicht gezeigt sind, abzuschießen.

Die Ausführungsform der Eig. 5 zeigt ein Rohr^ z.B. ein Kanonenrohr i, dessen Rohrende 1a eine Kammer bildet, in der eine Hülse 2 eingesetzt ist, in deren Boden ein Zündhütchen 3 Ψ angeordnet ist. Die öffnung der Hülse 2 ist hermetisch verschlossen durch einen gedrang in das Kanonenrohr 1 eingetriebenen Kolben 4, dessen rückwärtiges Ende 4a, das einen kleineren Durchmesser hat, so in die Hülse 2 eindringt, daß es eine Treibladung 5 verschließt, deren Volumen die Hülse vollkommen ausfüllt.

Der Antriebsdruck des Kolbens 4 in dem Geschützrohr 1 kann

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günstigenfalls 400 bis 800 -kg/cm betragen. Der Kolben 4 ^rägt auf seiner Stirnseite einen Schlagbolzen 4b. Im Boden des Rohrendes 1a ist ein Axialloch sehr kleinen Durchmessers gebohrt, in dem ein Schlagbolzen 6 untergebracht ist. Die Baugruppe, Perkussionszündkapsel 3 und Schlagbolzen 6, können ersetzt werden durch eine elektrische Zündvorrichtung, wie sie schematisch durch den Draht 7 dargestellt ist.

Hinter dem Kolben 4, in einem Abstand "L", ist in dem Geschützrohr 1 eine zweite Hülse 8 eingesetzt, in deren Boden

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ein Zündhütchen 9 untergebracht ist» Die öffnung der Hülse ist hermetisch, durch einen, zweiten Korben 10 verschlossen,, der gedrang in das Geschützrohr 1 eingetrieben ist, und der mit einer Eindrehung 10a in die Hülse 8 eindring-tr und darin, die zweite !Treibladung 11 verschließt;,, deren Volumen die Hülse vollständig ausfüllt* Diese Hülse 8 "bildet so eine zweite von der ersten getrennte Verbrennungskammer. Die Stirnseite des Kolbens 10 ist mit einem Zentrierzapfen 10b versehen,, der in: einem Sitz in der Rückseite einer Führungsstange 12 entsprechend gelagert ist. Diese liüirungsstange 12 gleitet im vorderen Teil des Geschützrohres 1. Die Stange 12 kann an einem nicht dargestellten Geschoß fest angebracht sein, z.B. an einer Granate, deren rückwärtiges Ende sie "bilden kann oder sie kann einfach auf das Geschoß einwirken, um es in Sichtung des Ffeiles zu treiben. Sie kann in dem vorderen Teil des Rohres zurückgehalten werden oder nicht.

Die Arbeitsweise dieses ballistischen Geräts ist folgende j

Die Bauteile 1 - 12 befinden sich in der dargestellten Lage· Man löst die Zündung der Treibladung 5 mittels Durchschlag durch &en Schlagbolzen 6 oder elektrisch mittels der- Anlage 7 aus. Durch die Tatsache, daß der Kolben 4 mit großer Kraft in dem Rohr 1 vorgetrieben wird, bewirkt sein Widerstand gegen die Verschiebung einen schnellen Druckanstieg indsr Verbrennungskammer der Ladung % Venn also unter Einwirkung dieses

schon exheblichen Druckes der Kolben 4 gegen die Hülse 8 gestoßen wird,_; "bewirkt die augenblickliche Summierung der Trägheitskraft© und des Widerstandes gegen die Vorwärtsbewegung des Korbens 4, der Hülse 8,_s des Treibkolbens 10 sowie des .-Geschosses eine erste Druckspitze.

Da der Kolben 4- "beim, Anschlag auf die Hülse 8 das ZündMiteken 9 durchschlagen und die Ladung 11 gezündet hat, löst der durch die Verbrennung dieser Ladung entwickelte Energiezuwachs eine zweite Druckspitze auf den Antrieb skolben 10 aus, besonders durch (Leu Trägheitswiderstand des Geschosses. Die Verzögerung der Explosion der zweiten Treibladung 1:1 gegenüber der der ersten Ladung 5 kann in gewissen Grenzen gesteuert werden, indem man den Abstand "L" zwischen dem. ersten Kolben 4 und dem Boden der zweiten Hülse 8 verändert.

Die abgewandelte Ausführung der Fig. 6 besteht aus einem Eohr 21, dessen Eohrende 21a eine Kammer bildet, in der eine Hülse 22 eingesetzt ist. Im Boden dieser Hülse 22 ist ein Zündhütchen 2J eingesetzt. Die öffnung der Hülse 22 ist durch einen Kolben 24 hermetisch verschlossen, der gedrang in das Kanonenrohr 21 eingesetzt ist. Die Eindrehung 24a dieses Kolbens 24 dringt in die Hülse 22 ein und schließt darin eine Treibladung 25 ein, die die Hülse vollständig ausfüllt. Vorn hat der Kolben 24 ebenfalls einen Hals 24b, mit dem er die nach hinten gerichtete öffnung einer zweiten in das

in das Kanonenrohr 21 eingesetzten Hülse 28 eindringt. In den nach, vorn gelagerten Boden der Hülse 28 ist eine Zündkapsel 29 eingesetzt. In der Hülse 28 ist eine zweite Treibladung 51 untergebracht, deren Volumen die Hülse vollkommen ausfüllt. Hinter den Boden der zweiten Hülse 28 ist in einem Abstand "L" ein zweiter Kolben 30 gedrang eingesetzt, der auf seiner Bodenfläche einen Schlagbolzen 30a und auf seiner Stirnfläche einen Zentrierzapfen 30b trägt. Der Zentrierzapfen 30b ist in einem entsprechenden Sitz in der Bodenfläche einer Führungsstange 32 untergebracht, die im vorderen Teil des Kanonenrohres 21 gleitend eingebaut ist.

Die Zündung der ersten Ladung 25 erfolgt wie in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel durch einen Schlagbolzen 26 oder eine elektrische Vorrichtung 27. Die zweite getrennte Zündung der zweiten Ladung y\ erfolgt, wenn die Zündkapsel 29 im Boden der Hülse 28, die durch den ersten Kolben 24 nach vorn getrieben wird, nach Durchlaufen des Abstandes "L", gegen den Schlagbolzen 30a des zweiten Kolbens 30 gestoßen wird. Man erhält also auch hier zwei aufeinander folgende Druckspitzen, die zeitlich entsprechend der Länge "L" des Zwischenraumes mehr oder weniger voneinander abweichen.

Die abgewandelte Ausführungsform der Fig. 7 besteht aus einem Rohr 41, dessen Rohrende 41a eine Kammer bildet, in der eine

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Hülse 4-2 eingebaut ist, in deren Boden eine Zündkapsel 43 eingesetzt ist. Die Öffnung der Hülse 42 ist hermetisch durch einen Kolben 44 verschlossen, der gedrang in das Rohr 41 gesetzt ist. Der Hals 44a des Kolbens 44 dringt in die Öffnung der Hülse 42 und verschließt in ihr eine erste Treibladung 45. Auch das vordere Ende 44b des Kolbens 44 hat einen Hals 44b. Dieser Hals 44b dringt in die nach rückwärts gerichtete öffnung einer zweiten Hülse 48, die in das Rohr 41 eingesetzt ist und verschlißt eine zweite Treibladung 5*1 > deren Volumen die Hülse vollständig ausfüllt. Ein zweiter gedrang in das Rohr gesetzter Kolben 50 liegt direkt auf dem nach vorn liegenden Boden der zweiten Hülse 48. Der Kolben 50 trägt auf seiner Stirnfläche einen Zentrierzapfen 50b, der in einem entsprechenden Sitz in der Führungsstange 52 untergebracht ist.

Der Boden der Hülse 48 enthält keine Zündkapsel und der zweite Kolben hat auch keinen Schlagbolzen wie in der Ausführungsform der Fig. 6. Vielmehr erfolgt die unterschiedliche Zündung der zweiten Ladung 5Ί mittels der Verbrennungsgase der ersten Ladung 45. Diese Gase dringen durch einen durch den Kolben 44 hindurchführenden kalibrierten Axialkanal 53 kleinen Durchmessers in die zweite Verbrennungskammer. Es können natürlich mehrere kablibrierte Kanäle statt des einen Kanals 53 vorgesehen werden. Man erhält auch hier zwei aufeinander folgende Druckspitzen, die zeitlich Je nach der Kalibrierung der Kanäle und der chemischen und physikalischen Zusammensetzung

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der Ladungen 45 und 51 verzögert sind.

Die abgewandelte Äusführungsform gemäß Fig. 8 entspricht der der Fig. 7j sie unterscheidet sich von ihr nur durch die Tatsache, daß der erste Kolben 44, der zu den beiden Hülsen 42 und 48 gehört, in denen er die Ladungen 45 und 51 zusammendrückt, von einem Fetz von Längskanälen durchbohrt ist; unter ihnen einem hinteren kalibrierten Kanal 5ⁱ⁽-> der in eine in der Mitte liegende Expansionskammer 55 mündet. Zwei oder mehrere kalibrierte vordere Kanäle 56 verbinden diese mittlere Kammer-55 mit einer zweiten Ladung 51· Die Zündung dieser zweiten Ladung erfolgt wie bei dem vorhergehenden Beispiel der Fig. 7» aber die dazwischen liegende Expansionskammer 55 ermöglichst die Verzögerung der Zündung der zweiten Ladung besser. ·

Die Abwandlung gemäß Fig. 9 unterscheidet sich von der vorhergegangenen nur durch die Tatsache, daß die in der Mitte des Kolbens 44 untergebrachte Expansionskammer einen Filter 57 enthält, bestehend aus z.B. Asbestfaser, gesintertem Glas, gesinterter Keramik usw., der dem Durchströmen der durch die Verbrennung der ersten Ladung 45 freigewordenen Gase einen gewissen Widerstand entgegensetzt. Diese Expansionskammer ist wie in dem vorangegangenen Beispiel durch einen rückwärtigen axialen Kanal 5^ mit der ersten Treibladung 45 und durch zwei oder mehrere kalibrierte vordere Kanäle 56 mit der zweiten

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Ladung 51 verbunden* Die Verzögerung der Zündung der zweiten Ladung kann also in gewisser Weise geregelt werden, indem die Art und/oder die Zusammensetzung des Füllmaterials 57 verändert wird.

Die Ausführung gemäß Pig. 10 unterscheidet sich von den zwei vorherbeschriebenen nur durch die Tatsache, daß der Kolben 44· eine Expansions- oder Zündverzögerungskammer 58 umschließt, die in seinem rückwärtigen Ende untergebracht und mit der ersten !Treibladung 4-5 verbunden ist; ferner durch die !Datsache, daß diese Kammer, die mit einer formbaren Masse aus einem unbrennbaren Kunststoff gefüllt ist, durch einen kalibrierten axialen Kanal 59 mit der zweiten Ladung 51 verbunden ist. Die Verlagerung der Masse steuert die Verzögerung zwischen den beiden Verbrennungsvorgängen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 11 besteht aus einem Rohr 61, dessen Rohrende 61a eine Kammer bildet, in die eine Hülse 62 eingebaut ist, in deren Boden eine Zündkapsel (nicht gezeigt) eingesetzt ist. Die öffnung der Hülse 62 ist gasdicht durch den rückwärtigen Hals 64- eines zweiteiligen, gedrang in das Rohr 61 eingesetzten Kolbens verschlossen, Der vordere oder stromabwärts gerichtete Teil 66 des Kolbens verschließt gasdicht die nach rückwärts gerichtete öffnung einer zweiten Hülse 68, die ebenfalls gedrang in das Rohr 61 gesetzt ist.

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Die erste Hülse 62 enthält eine durch den Teil 64- des ersten Kolbens verschlossene Treibladung 65j während die zweite Hülse 68 eine zweite durch den stromabwärts gerichteten Teil 66 des ersten Kolbens verschlossene Treibladung 71 enthält. Ein zweiter gedrang in das Rohr 61 gesetzter Kolben 70 steht dem nach vorn gerichteten Boden der zweiten Hülse 68 auf; dieser zweite Kolben 70 bildet eine Einheit mit der Führungsstange 72 oder stützt sich direkt an dem rückwärtigen Ende dieser Stange ab, die ihrerseits mit dem abzufeuernden Geschoß fest verbunden oder von ihm getrennt sein kann.

Der rückwärtige oder stromaufwärts gerichtete Teil 64 des ersten Kolbens ist von einem oder mehreren Längskanälen 73 von einem Ende zum anderen durchzogen, die auf eine Trennwand 74- münden, deren Dicke kalibriert ist und die zwischen den Teilen 64- und 66 des ersten Kolbens eingesetzt ist. Der vordere Teil 66 des ersten Kolbens ist in seinem rückwärtigen Ende mit einer Expansionskammer 75 ausgerüstet, die durch einen kalibrierten Axialkanal 76 mit der zweiten Treibladung 71 in der zweiten Hülse 68 verbunden ist. Die Trennwand 7^· soll unter der Wirkung des Drucks und/oder der Hitze, die bei der Verbrennung der ersten Treibladung 65 entwickelt werden, platzen, verbrennen oder schmelzen, nachdem sie vorher diesem Druck und/ oder dieser Hitze einen Widerstand entgegengesetzt hat, durch den die Verbrennung der zweiten Ladung 71 verzögert wird. Die

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Expansionskammer 75 und die kalibrierten Kanäle 73 und 76 tragen ebenfalls zur Verzögerung der Verbrennung der zweiten Treibladung 71 bei.

Die Ausfülirungsform gemäß i*ig. 12 ist eine Abwandlung der Ausführungsform nach. Pig, ΊΟ und unterscheidet sich von dieser nur durch die Tatsache, daß die im stromaufwärts gerichteten Enden des ersten Kolbens 44 untergebrachte Expansionskammer, die durch, den Axialkanal 59 mit der zweiten Ladung 51 verbunden ist, durch, einen Hohlraum ersetzt ist, in dem eine Zwischen-Zündladung 60 untergebracht ist. Diese Zwischen-Ziindladung soll eventuell mittels einer den Kanal 59 aus- ' füllenden Lunte 60a(Schnur) die Verzögerung der Verbrennung der zweiten Treibladung 51 bewirken. In dieser Ausführungsform kann, wie in allen vorhergehenden, die Verbrennung der ersten Treibladung mittels Durchschlag oder elektrischer Zündung ausgelöst werden. Die Verbrennung der zweiten Treibladung wird durch die Zwischen-Zündladung 60 ausgelöst, die sich unter dem Druck und der Hitze entzündet, die bei der Verbrennung der ersten Treibladung entwickelt werden.

Die Ausführungsf orm gemäß Fig. 13 besteht aus einem Rohr 81, dessen Rohrende 81a eine Kammer bildet, in der eine Hülse eingesetzt ist. Die Hülse 82 ist vollkommen von einer ersten Treibladung 85 ausgefüllt, die in der Hülse durch einen gedrang in das Rohr 81 gesetzten Kolben 84 zusammengepreßt

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ist, und zwar dringt der Hals 84a des Kolbens 84, in die öffnung der Hülse ein und verschließt sie gasdicht. Stromabwärts hinter der ersten Hülse ist eine zweite Hülse 88 in das Rohr 81 eingesetzt. Die öffnung dieser zweiten Hülse 88 ist nach rückwärts gerichtet und durch einen Stopfen 93 verschlossen, der die zweite Treibladung 91 zusammenpreßt. Der Stopfen 93 i^s* ^von kleinen kalibrierten Kanälen 94 "von einem Ende zum anderen durchsetzt, die in einen Hohlraum ¹¹L" münden, der den Stopfen 93 von der Stirnwand des Kolbens 84 trennt. Ein zweiter gedrang in das Rohr 81 gesetzte Kolben 90 steht dem Boden der zweiten Hülse 88 auf. Der zweite Kolben 90 kann mit der Führungsstange 92 fest verbunden sein, oder aber die Stange kann auch nur auf der Stirnseite des Kolbens abgestützt, sein. Bei dieser Ausführungsform ist die Zündung der zweiten Treibladung durch Erhitzung erfolgt und zwar auf Grund von Kompression der im Hohlraum ¹¹Ii¹¹ enthaltenen Luft durch den durch Verbrennung der ersten" Treibladung vorgetriebenen ersten Kolben.

In allen bisher beschriebenen Ausführungsformen kann die Zündung der zweiten Treibladung mit einer gewissen Verzögerung gegenüber der Zündung der ersten Treibladung durch eine elektrische Zündvorrichtung erfolgen. Außerdem können die beiden Verbrennungskammern direkt in dem Kanonenrohr, ohne

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Verwendung von Hülsen für die Treibladungen, untergebracht sein.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 14 "besteht aus einem Rohr oder Kanonenrohr 101, dessen Rohrende 101a eine Kammer "bildet, in der eine Hülse 102 eingebaut ist. im Boden dieser Hülse

102 ist eine Zündkapsel 103 eingesetzt. Die Öffnung der Hülse 102 ist hermetisch durch einen gedrang in das Kanonenrohr gesetzten Kolben 104 verschlossen. Der Hals 104a des Kolbens dringt so in die Hülse 102, daß es darin eine !Ereibladung verschließt. Die treibladung besteht aus zwei miteinander vermischten verschiedenen Sprengstoffen 105a und 105b \ ihr Volumen ist so groß, daß es die Hülse 102 vollkommen ausfüllt.

Der Antriebedruck des Kolbens 104 in dem Kanonenrohr 101 kann günstigenfalls 400 bis 800 kg/cm betragen· Im Boden 101a des Rohrendes ist ein Axialloch mit.sehr kleinem Durchmesser gebohrt, in den ein Schlagbolzen 106 eingesetzt ist, der durch eine elektrische Zündvorrichtung, die schematisch durch einen Draht 10? dargestellt ist, ersetzt werden kann· Die Stirnseite des Kolbens 104 trägt einen Zentrierzapfen 104b, der in einem entsprechenden Sitz im Boden einer Fülirungs- und Stoßetange 108 eindringt, die in dem vorderen Teil des Kanonenrohreβ 101 im Sleitßit» eingebaut ist. ;

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Die !Treibladung 105, die durch, den Kolben 104 zusammengepreßt ist, setzt sich aus zwei verschiedenen (trägen) Sprengstoffen 105a und iO5b zusammen, die willkürlich miteinander vermischt sind. Die Sprengstoffe können sich dadurch voneinander unterscheiden, daß sie sich aus Pulvern zusammensetzen, deren chemische, geometrische, physikalische oder granulometrische Natur verschieden ist· Hier wird der Sprengstoff 105a aus sehr viel größeren Granularen als der Sprengstoff 105b gebildet. Die Granuläre des Sprengstoffes 105a können eine andere geometrische Form als die Granuläre 105b haben· Die erstereii können z.B. zylindrisch, kubisch, hohl oder massiv sein, während die des Sprengstoffes 105b rund sein können, Die Granuläre der beiden Sprengstoffe können von verschiedener Porosität oder ähnlichem sein, eine tatsächliche oder scheinbar verschiedene Dichte oder ähnlich haben. Die einen und/oder die anderen können einen äußeren larbanstrich aufweisen, um ihnen eine verschieden schnelle Zündgeschwindigkeit zu geben. Hit einem Wort, die beiden Sprengstoffe sind so zusammengesetzt, daß sie unterschiedliche Zünd- und/oder Abbrenngeschwindigkeit haben, so daß der ballistische Effekt der Druckspitze wiederholt wird, die bestimmt wird durch den anfänglichen Axialwiderstand des Kolbens 104 zusammen mit dem Trägheitswiderstand des Geschosses, das er antreibt. Indem man eine oder mehrere Eigenschaften der Sprengstoffe

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105a und/oder 105b verändert, kann man die ballistische Wirkung der in einer Verbrennungskammer untergebrachten gemischten Ladung 105 zeitlich programmieren.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 15 ist der Sprengstoff 105a in feine Stäbchen zermahlen, z.B. zylindrische, die unter die Granularmasse des Sprengstoffes 105b gemischt sind.

In der abgewandelten Ausführungsform Fig. 16 sind die beiden verschiedenen Sprengstoffe 105a und 105b einfach gemischt wie bei Fig. 14, aber die gesamte Ladung 105 ist, bevor sie in die Hülse 102 eingefüllt wurde, in eine Umhüllung 109 eingeschlossen, die einer freien tJbertragung der Verbrennungsenergie der genannten Ladung 105 auf die Wände der Verbrennungskammer (Hülse 102 und Kolben 104a) Widerstand leistet. Die Stirnwand der Hülle 109 kann weggelassen werden. Die Hülle kann vorzugsweise z.B. aus einer Aluminiumfolie von 0,1 mm Dicke bestehen, und an einer oder beiden Stirnseiten mittels Klebstoff mit Asbestblättchen von 0,1 mm Dicke verkleidet sein. Versuche haben gezeigt, daß eine solche Hülle eine erhebliche Erhöhung der ballistischen Wirkung der Treibladung erlaubt. Man könnte auch nur einen der Sprengstoffe mit einer solchen Hülle umgeben.

In der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 17 sind

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die beiden verschiedenen Sprengstoffe 105a und 105b in direktem Eontakt axial hintereinander gelagert₍oder durch ein dünnes brennbares Blättchen 110 getrennt.

In der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 18 sind die beiden verschiedenen Sprengstoffe z.B. radial nebeneinander gelagert, wobei Sprengstoff 105b den Sprengstoff 105a mit oder ohne Trennung umgibt.

In der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 19 sind die beiden verschiedenen Sprengstoffe 105a und 105b in der Hülse 102 hintereinander angeordnet aber durch eine axiale brennbare oder nicht brennbare Scheidewand 111 getrennt, die die Fortpflanzung der bei der Verbrennung des Sprengstoffes 105b, der in Kontakt mit der Zündkapsel 103 steht, entwickelten Energie auf den Sprengstoff 105a, der stromabwärts in der Hülse untergebracht ist, verzögert.

Die Figuren 20 bis 24 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer solchen axialen Scheidewand, welche die beiden verschiedenen Sprengstoffe 105a und 105b trennt.

In der Augführungsform der Fig. 20 besteht diese Scheidewand 112 aus einem Filter aus porösem oder faserigem brennbarem oder nicht brennbarem Material, der dem freien Durchstrom

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der Verbrennungsgase Widerstand leistet.

. Die Scheidewand 112 kann auch ein Blättchen aus schmelzbarem Metall oder sogar eine Flüssigkeitskapsel sein.

In der Fig. 21 ist eine Scheidewand aus zwei Metallteilen 11Ja und 113b dargestellt, die von einer oder mehreren Längsdüsen 114 durchbohrt und durch einen mit brennbarem oder nicht brennbarem Material 115 gefüllten Zwischenraum getrennt sind.

In der Fig. 22 besteht die Scheidewand ebenfalls aus zwei Metallteilen 116a und 116b, die von Düsen 117 durchbohrt und durch einen Hohlraum 113 getrennt sind, der eine gewisse Ausdehnung der Verbrennungsgase des Stoffes 105b erlaubt, bevor diese den Stoff 105a erreichen, um ihn mit Verzögerung zu zünden und zur Explosion zu bringen.

In der Fig· 23 besteht die Scheidewand 119 aus einem Stück aus Metall oder anderem brennbaren oder nicht brennbarem Material. Es ist ebenfalle von mehreren Kanälen 120 kleinen Durchmessers durchbohrt, die als Lager für die Düsen dienen.

In der Ausführungsform gemäß Fig· 24 besteht die Scheidewand aus zwei. Stücken 121a und 121b aus Metall oder anderem Material, die durch eine Zündpille 122 getrennt sind. Die

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Züadpille 122 "besteht aus einem Stoff, der unter dem Druck des Teiles 121a der Scheidewand als Sprengzündkapsel wirkt. Der vordere Teil 121b der Scheidewand ist ebenfalls von einer oder mehreren Kanälen durchbohrt, die als Lager für die Düsen dienen. In diesem Falle ermöglicht es die Zwischenzündpille 122, die Verzögerung der Explosion des zweiten Sprengstoffes 105a abzuschwächen.

In gewissen Fällen kann eine Zwischenzündpille durch eine zweite mit der ersten synchronisierte (nicht dargestellte) Zündvorrichtung in Brand gesteckt werden. Eine Zwischenzündpille wie die Pille 122 der Fig. 24 könnte aus einem Material bestehen, dessen Zustand leicht veränderlich ist, z.B. einem schmelzbaren oder flüchtigen -Material.

Die abgewandelte Ausführungsform der Fig. 25 umfaßt eine feste oder abgestützte Lafette 124, deren Anschlußstück 125 mit elektrischen Kontakten versehen ist, die es erlauben, über den Kolben 126 an einen elektrischen Zünder 127 Spannung anzulegen. *

Eine zylindrische bewegliche Hülse 128 mit zwei offenen Räumen 120 und I3I gleitet außen auf dem Anschlußstück 125 und innen in einem Kanonenrohr 129.

Der Baum 130 der beweglichen Hülse 128 bildet mit dem Kolben

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126 eine Verbrennungskammer, die eine Ladung Nr. 1 einschließt.

Der zweite Raum 131 der "beweglichen Hülse 128 "bildet mit dem Boden des Rohres 129 eine Verbrennungskammer, in der eine zweite Ladung Nr. 2 eingeschlossen ist.

Die beiden Räume 130 und 131 der Hülse 128 sind durch kabli- ^ brierte Kanäle, die in die nicht verformbare Scheidewand 132r gebohrt sind, miteinander verbunden.

Da die Außenwände der Hülse 128 in dem Rohr 129 frei gleiten können, bilden die Wände des letzteren einen gemeinsamen unverformbaren Mantel für die beiden Verbrennungskammern.

Das Kanonenrohr 129 ist in einen Sitz im Geschoß gefettet oder trocken eingeführt.

" In dem in Fig. 25 gezeigten Fall ist das Rohr in das mit Stabilisierungsflossen versehene Ende 133 einer Granate eingesenkt.

Sobald der elektrische Zünder 127 auf dem Kolben 126 die Ladung Nr, 1 gezündet hat, wirkt der im Raum I30 frei gewordene

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Druck gleichzeitig mittels des Kolbens 126 auf das Anschlußstück der Lafette und, durch die nicht verformbare Trennwand 132, den stromabwärts gerichteten Teil der Hülse 128 und den Boden des Rohres 129 auf das Geschoß»

Der Widerstand des durch diesen Druck beschleunigten Geschosses gegen die Vorwärtsbewegung bewirkt eine erste Druckspitze während der Verbrennung der Ladung Ur. 1 und zwar bevor die Verbrennungsgase, welche die kalibrierten Kanäle der Trennwand 132 durchströmen müssen, Zeit hatten, den Druck im Raum 13Ί erheblich ansteigen zu lassen und die Ladung Nr. 2 zu zünden, deren Verbrennung eine zweite Druckspitze auslösen wird.

Während der gesamten Dauer der beiden verschiedenen Verbrennungen verformen sich die zylindrischen Wände der beiden Kammern I30 und I3I auf Grund ihrer Abstützung auf die unverformbaren Wände des Kanonenrohres 129 nicht.

Erst nach dem Start des Geschosses wirft der auf die Trennwand 132 wirkende restliche Druck in der Kammer I3I die bewegliche Hülse 128 aus dem Rohr 129, das mit dem Geschoß fest verbunden sein kann oder auch nicht.

Die abgewandelte Ausführung gemäß Hg. 26 umfaßt ein Rohr

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134-, dessen Bohrende mit verstärktem Mantel 135 eine Kammer bildet, in der zwei verschiedene Ladungen Nr. 1 und 2, die ■ durch einen Kolben 136 getrennt sind, untergebracht sind.

Nachdem die Ladung Nr. 1 durch die elektrische Zündvorrichtung 137 gezündet worden ist, treibt die aus der Verbrennung resultierende Druckspitze den Kolben 136, der seinerseits über die Hülse 139, welche die Ladung Nr. 2 einschließt, das Geschoß 138 treibt.

Die Zündung der sich schon in Bewegung befindlichen Ladung Nr. 2 erfolgt durch die Berührung mit den Verbrennungsgasen der Ladung Nr. 1 nach ihrem Durchtritt durch die kalibrierten Kanäle 136a des Kolbens 136. So ergibt sich eine zweite Druckspitze in der !Füllung des verstärkten Teiles 135 des Rohrmantels·

In solcher abgewandelten Ausführungsform geben die aufeinander folgenden Druckspitzen gemäß der Erfindung dem Geschoß eine hohe Beschleunigung und damit Anfangsgeschwindigkeit (z.B. einige Zehner m in der Sekunde) in einer sehr kurzen Zeit (in ca. einiger zehntausendstel Sekunde) und über eine sehr beschränkte Strecke (einige Millimeter).

Wenn der Ablauf der Verbrennung der Ladung Nr. 2 so

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programmiert ist, daß die zweite Druckspitze am Anfang, dieser Verbrennung liegt, ist es ohne eine dritte Druckspitze besorgen zu müssen, möglich., die Ladung Nr. 2 und damit ihre konventionelle ballistische Wirkung erheblich zu vergrößern und zwar in einer nicht verstärkten Erweiterung des Rohrmantels und mit Drücken, welche die Festigkeitsgrenze dieses Mantels nicht überschreiten.

Die abgewandelte Ausführungsform gemäß Fig. 27 umfaßt ein Kanonenrohr 140 mit verstärktem Mantel, dessen !Rohrende mit dem Kolben 141 eine Verbrennungskammer bildet, in der eine Sprengladung eingeschlossen ist. Diese Ladung wird durch die elektrische Zündvorrichtung 142 gezündet.

Der Kolben 141 ist mit der Führungsstange 143 fest verbunden, die ihrerseits eine Einheit mit dem mit Stabilisierungsflossen versehenen Endes 144 einer Granate 145 bildet.

Der Kopf der Führungsstange 143 bildet einen im Innern eines zylindrischen Sitzes 146 des Geschosses 145 gleitenden Kolben.

Bei Beginn der Verbrennung trifft der Kolben 141 auf den !Dragheitswiderstand der Führungsstange 143 und der Masse des Leitwerks 144, so daß sich in der Verbrennungskammer eine erste Druckspitze bildet» Unter der Wirkung dieser ersten Druckspitze

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übt die Führungsstange einen Druck auf eine Flüssigkeit in dem Sitz 146 aus. Das durch kalibrierte Kanäle 147 geregelte Entweichen dieser Flüssigkeit ermöglicht es, die Beschleunigung der zweiten Masse, d.h. des Geschosses, wenn die Führungsstange am Ende ihres Hubs auf sie trifft, zu steuern und . dabei eine zweite Druckspitze gewünschter Länge auszulösen.

Von diesem Augenblick an bilden die beiden gleitenden Bauteile des Geschosses (Körper und Leitwerk) auf ihrer gesamten Flugbahn durch feste Verklammerung, durch einen Federstift o.dgl. eine Einheit.

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Claims (14)

1. 753 PFORZHEIM.

   WESTLICHE 31 (AM LEOPOLDPLATZ) TEL.: (07231)24290

   15.7.1969 I/K

   Patentansprüche:

   Verfahren zum Abfeuern von Geschossen aus Rohren und Läufen mit Hilfe einer Treibladung, gekennzeichnet durch die Verwendung von Treibladungen, welche durch mechanische Trennung und zeitlich getrennter Zündung und/oder unterschiedliches Verhalten beim Abbrennen der sie bildenden Sprengstoffe mehr als eine Druckspitze im Druck-Zeit-Diagramm des Abschusses bilden.
2. 2. Verfahren zum Abfeuern von Geschossen aus Rohren und Läufen mit Hilfe einer Treibladung, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Explosion der Treibladung entstehenden Gase im Rohr oder Lauf nacheinander mehrere Widerstände zu überwinden haben und dadurch im Druck-Zeit-Diagramm des Abschusses mehr als eine Druckspitze erzeugen.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung (5; 11) in zwei Hülsen (2; 8) aufgeteilt ist, die hintereinander im Rohr (1) sitzen und nacheinander gezündet

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   werden können.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rohrende eingesetzte Hülse (2) durch einen

   Kolben (4) verschlossen ist, der einen Dorn (4b) trägt, der beim Vorschieben des Kolbens (4) bei Zündung der Ladung (5) der ersten Hülse (2) die Ladung (11) der zweiten Hülse (8) zündet.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (42, 48) mit ihren Ladungen

   (45, 51) durch ein Zwischenstück (44) getrennt und verschlossen sind, das von.einem Zündkanal (53) zur Zündung der Ladung (51) der vorderen Hülse (48) durch die Verbrennungsgase der Ladung (45) der hinteren Hülse (42) durchsetzt ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (44) zur Verzögerung der zweiten

   Zündung einen Expansionsraum (55) enthält, der gegebenenfalls einen Filter (57) enthält.
7. 7- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

   3-6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ladungen (65, 71) durch eine unter Hitze und/oder Druck platzende, schmelzende und/oder verbrennende Zwischenwand (Τ**-) getrennt

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   sind, die die Zündung der zweiten Ladung (71) durch die Gase der ersten (65) verzögert.
8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

   3-7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung der zweiten Ladung (51) durch die erste über eine Zwischenladung (60) und Lunte (60a) verzögert wird.
9. 9« Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

   3-8, dadurch gekennzeichnet, daß ?ein von den Gasen einer zuerst gezündeten Treibladung (85) vorgeschobener Kolben (84-) Luft durch Kompression erhitzt und diese erhitzte Luft zur Zündung der zweiten Ladung (91) verwendet wird.
10. 10. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (102) die die

    aus zwei verschiedenen Sprengstoffen (105a, 105b) bestehende Ladung (105) umhüllt, innen mit einer dünnen Aluminiumfolie (109) ausgekleidet ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner eines der beiden verschiedenen Sprengstoffe (105a, 105b) mit Aluminiumfolie umkleidet sind.

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12. 12. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach .Anspruch

    1, dadurch gekennzeichnet, daß Sprengstoffe (105a, 105b) unterschiedlichen Verhaltens hintereinander oder umeinander angeordnet und durch eine poröse und/oder schmelzbare Wand (112, 115, 116, 119, 122) getrennt sind.
13. 13· Granatwerfer zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch

    1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in einem oben geschlossenen Rohr (129) bewegliche, unten durch einen Kolben (126) mit elektrischer Zündvorrichtung (127) verschlossene und auf den Hals (125) einer Lafette (124) gesteckte Hülse " (128) mit zwei durch eine durchbrochene Wand (132) getrennten Ladungen (130, 131) versehen ist, von denen die untere (130) elektrisch (127), die obere (131) verzögert durch die Trennwand (132) hindurch durch die untere (I30) gezündet wird.
14. 14. Granatwerfer zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch

    2, gekennzeichnet durch eine Führungsstange (143),

    die unten mit einem Kolben (141) die elektrisch (142) gezündete Ladung in einer Hülse (140) einschließt und oben mit einem durchbohrten Kolben einen Flüssigkeit gefüllten, am Geschoß (145) angebrachten Hohlzylinder (146), dessen Inhalt bei Explosion der Ladung durch die Bohrungen (147) des Kolbens in einen die Führungsstange (143) mit Abstand umhüll enden Zylinder strömt, so daß der untere Kolben (141) der Führungsstange (143) am Ende seines Weges auf ein inkompressibles Flüssigkeitslager trifft.

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