DE19746643C2 - Gedämpfte Federeinrichtung für eine Schußwaffe - Google Patents
Gedämpfte Federeinrichtung für eine SchußwaffeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine gedämpfte Vorholfedereinrich
tung für eine Selbstlade-Handfeuerwaffe, vorzugsweise de
ren Lauf, mit einem Federelement, das zwischen zwei aus
einer Ruhelage heraus zueinander annäherbaren Bauteilen
angebracht ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Viele Handfeuerwaffen, darunter die meisten Selbstlade
waffen, weisen Waffenteile auf, die durch die Wirkung ei
nes Schusses (Rückstoß, Gasdruck) gegen die Kraft einer
Feder bewegt werden. Im allgemeinen liegt dabei diese
Feder in ihrer Ruhelage gegen das Waffenteil mit einer
Vorspannung auf, die im Verhältnis zur Federkonstanten
recht hoch ist. Führt nun das Waffenteil etwa durch Ein
wirkung von Gasdruckkräften einen Rücklauf durch, dann
bringt nachfolgend die Feder dieses Waffenteil entgegen
der Rücklaufrichtung wieder in seine Ruhelage zurück.
Dabei prallt das Waffenteil in der Regel hart auf ein Wi
derlager auf, aber schwingt nicht merklich nach, weil es
die Feder kraftvoll gegen dieses Widerlager andrückt.
Anders liegt der Fall, wenn die Andruckkraft der Feder in
ihrer Ruhelage im Verhältnis zu deren Federkonstanten nur
verhältnismäßig gering ist: dann ist es möglich, daß das
Waffenteil beim Anschlag gegen sein Widerlager nachrat
tert und beträchtliche Zeit benötigt, um seine Ruhelage
wieder einzunehmen. Innerhalb dieses Zeitraums ist die
Lage des Waffenteils nicht definiert, und bei der Zusam
menwirkung mit anderen, bewegten Elementen der Waffe kann
es zu Funktionsstörungen kommen.
Bei der allgemein bekannten Selbstladeflinte FN-Browning,
die etwa um die Jahrhundertwende auf den Markt kam, eine
außerordentlich hohe Verbreitung erlangte und sich seit
dem bei vielen Jägern in Gebrauch befindet, ist für den
Lauf eine eigene Vorholfeder vorgesehen, die völlig unab
hängig von der auf den Verschluß einwirkenden und die
Nachladevorgänge auslösenden Schließfeder ist. Diese Fe
der ist eine Schraubenfeder, die rund um das Magazinrohr
angeordnet ist, das unter dem Lauf parallel zu diesem
sitzt. Eine an der Unterseite des Laufes angebrachte
Muffe umgreift das Magazinrohr und stützt sich auf der
Vorholfeder ab; zwischen Muffe und Vorholfeder sitzt ein
geschlitzter Bremsring, der von der zwischen Lauf bzw.
Muffe und der Vorholfeder aufeinander ausgeübten Kraft
gegen das Magazinrohr gepreßt wird und dabei bremst.
Die Nachschwingung der Vorholfeder wird somit stark ge
dämpft und beeinflußt nicht mehr die Funktion der Waffe.
Allerdings ist die Dämpfung abhängig von der Kraft, wel
che die Feder auf den Lauf bzw. die Muffe ausübt, und ist
deshalb gerade im Bereich der Ruhelage am Schwächsten.
Außerdem ist die bekannte Bremse zwar als sehr zuverläs
sig bekannt, aber nur dann, wenn die bekannte Schrotflin
te unter üblichen Jagdbedingungen eingesetzt wird. Be
reits ein völlig ölfreies Magazinrohr führt wegen der
dann einsetzenden, trockenen Reibung und der somit zu ho
hen Bremswirkung zu Ladehemmungen. An eine Benutzung un
ter Sand- und Schlammeinwirkung - wie bei Jagdwaffen sel
tener, bei Militärwaffen üblich - ist nicht zu denken.
Nun sind von Geschützen her Öldämpfer bekannt, die den
Rücklauf des Geschützrohres dämpfen. Solche Öldämpfer äh
neln den bei Fahrzeugen verwendeten Stoßdämpfern und sind
wie diese gegenüber Verschmutzung unempfindlich.
Es wäre nun grundsätzlich sinnvoll, entsprechend dimen
sionierte Öldämpfer auch bei einer Handfeuerwaffe einzu
setzen, bei der das Nachrattern eines Waffenteiles ver
mieden werden soll. Gewicht, Preis und Raumbedarf sol
cher Öldämpfer sind allerdings hoch; außerdem bedürfen
solche Öldämpfer der Wartung, um immer einwandfrei zu
funktionieren. Schließlich sollen militärische Waffen
auch nach jahrelanger Arsenallagerung tadellos und ohne
größere Überholung funktionieren können. Für eine mit Öl
dämpfern ausgestattete Waffe ist diese Forderung kaum
einzuhalten.
Schließlich könnte eine ausreichende Dämpfung auch da
durch erzielt werden, daß ein Polster aus Abschußgasen
verwendet wird, um das Auflaufen des Waffenteils gegen
sein Widerlager zu verzögern und dadurch abzudämpfen.
Verschmutzungsgefahr und eine gewisse Einbuße in der
Schußpräzision sind dann allerdings in Kauf zu nehmen.
Bei einem Scharfschützengewehr oder einem Gewehr mit ähn
lichen Anforderungen an die Schußpräzision wird man von
einer solchen Lösung absehen, wenngleich sie sonst viele
Vorteile bietet.
Ausgehend von dieser Problemlage liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine gedämpfte Federeinrichtung für ei
ne Schußwaffe, insbesondere eine Handfeuerwaffe, zu fin
den, die einfach, leicht, kostengünstig, wartungsfrei und
beständig ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Federelement
als Elastomerkörper ausgebildet ist, der in der Ruhelage
unter Vorspannung an den Bauteilen anliegt.
Die Verwendung von Elastomerkörpern als Puffer etwa am
Endanschlag des Verschlusses ist zwar schon lange be
kannt, z. B. aus der russischen Maschinenpistole PPSH 41,
doch es hat sich bei diesen Waffen herausgestellt, daß
der Elastomerkörper im Laufe der Zeit zerdroschen wird,
sowie agressiven Waffen-Schmier- und Reinigungsmitteln
auf die Dauer nicht standhält und deshalb unbrauchbar
wird. Es sind mittlerweile allerdings chemisch resistente
Elastomere bekanntgeworden, die etwa als Rückstoßdämpfer
verwendet werden können (DE-OS 22 31 543).
Ferner sei der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen,
daß für einfachste Eigenbau-Schrotflinten, die auf den
Philippinen große Verbreitung genießen, Gummizugfedern
als Schlagfedern Verwendung finden.
Ein druckbeaufschlagter Elastomerkörper, der praktisch
wie eine Druckfeder aus Stahl als Vorholfeder dient, ist
jedoch nicht bekannt und war auch nicht naheliegend, da
die bisherigen Verwendungen von Elastomeren bei Handfeu
erwaffen nicht erfolgversprechend waren.
Elastomere haben aber grundsätzlich die inhärente Eigen
schaft der Hysterese, d. h. die zum federnden Verformen
aufgewandte Energie wird nicht in voller Höhe beim Zu
rückfedern wieder abgegeben, sondern ein Teil dieser
Energie wird verbraucht und tritt als Erwärmung des Ela
stomerkörpers in Erscheinung. Ein Elastomerkörper wirkt
also wie eine gedämpfte Federeinrichtung, ohne einer ge
sonderten Bremse zu bedürfen. Es ist in das Ermessen des
Fachmanns gestellt, sich bei bekannten Eigenschaften der
Elastomere eines auszuwählen, das nicht nur den Erforder
nissen der chemischen und zeitlichen Beständigkeit, son
dern auch der Hysterese genügt. Dabei tritt in der Regel
die Hysterese um so stärker auf, je hochfrequenter die
Auslenkung des Elastomerkörpers ist; bei der impulsarti
gen Stoßbelastung, die bei Schußwaffenteilen zu erwarten
ist, ist daher mit einem erheblichen Energieverbrauch zu
rechnen.
Da die Hystereseeigenschaften auch von der Formgebung des
Elastomerkörpers abhängen können, ist es bevorzugt, daß
der Elastomerkörper aus aufeinander abgestützten Elasto
merelementen gebildet ist (Anspruch 2).
Grundsätzlich ist ein Elastomermaterial inkompressibel,
etwa wie eine Flüssigkeit; der Elastomerkörper benötigt
daher einen Ausweichraum, in den er hineinverdrängt wird,
wenn er einer Druckbelastung nachgeben soll. Dabei kann
er jedoch über seine Festigkeitsgrenzen hinaus verformt
und zerdroschen werden, wie das bei den bekannten Elasto
merpuffern der Fall war.
Deshalb wird vorgeschlagen, daß der Elastomerkörper aus
einem geschlossenporigen, bevorzugt feinporigen Elastomer
besteht und in einen von ihm im wesentlichen gänzlich
ausgefüllten Hohlraum eingeschlossen ist, der durch die
Bewegung der Bauteile verkleinerbar ist (Anspruch 3). Um
jedoch den Rohrweg zu vergrößern, darf gegebenenfalls der
Hohlraum in der "Ausgangsstellung" der Waffe nicht voll
ständig durch den/die Elastomerkörper ausgefüllt werden.
Da das in den geschlossenen Poren eingeschlossene Gas
kompressibel ist, ist auch ein solches poröses Elastomer
in Abhängigkeit vom Porenvolumen kompressibel. Dadurch,
daß erfindungsgemäß der Elastomerkörper einen geschlosse
nen, sich verkleinernden Hohlraum ausfüllt, verstärkt
sich die Federkonstante bei zunehmender Zusammendrückung,
so daß der Elastomerkörper einen Endanschlag für die
Rücklaufbewegung bilden kann, ähnlich wie eine Spiralfe
der aus Stahl, die soweit zusammengedrückt ist, daß Gang
auf Gang sitzt. Gleichzeitig ist eine unzulässige,
schädliche Verformung des Elastomerkörpers verhindert.
Es sind poröse Elastomere bekannt (z. B. das zellige Po
lyurethan-Elastomer, das von der BASF-Gruppe unter dem
Handelsnamen "Cellastoll" vertrieben wird), die neben der
geforderten chemischen und zeitlichen Beständigkeit auf
weniger als 40% ihres Ausgangsvolumens komprimierbar
sind.
Beim Einschließen des Elastomerkörpers in einen geschlos
senen Hohlraum, etwa in einen von einem beweglichen Kol
ben verschlossenen Zylinderraum, wird die gegen den Hohl
raum anliegende Fläche des Elastomerkörpers in dem Be
reich, der durch die Federbewegung ausgerenkt wird, also
etwa im kolbennahen Bereich, eine Relativbewegung längs
der Wand des Hohlraumes durchführen. Da dabei der Ela
stomerkörper zunehmend komprimiert wird, wird er gegen
diese Wand angedrückt und übt dabei gegenüber dieser Wand
eine Bremswirkung aus, die umso stärker ist, je mehr der
Elastomerkörper komprimiert ist. Es wirkt somit der Ela
stomerkörper nicht nur als Feder und als hysteresebeding
tes Dämpfungselement, sondern zusätzlich als mechanisches
Bremselement, das jedoch kaum Verschmutzung ausgesetzt
ist, da es innerhalb des geschlossenen Hohlraums wirksam
ist.
Bevorzugt ist der Hohlraum von zwei konzentrischen Zylin
derwänden begrenzt ist, von denen jeweils eine mit einem
der Bauteile verbunden ist (Anspruch 4); somit tritt die
Bremswirkung an beiden Enden des insgesamt rohrförmigen
Elastomerkörpers auf. Hierbei ist anzumerken, daß unter
"Zylinderwänden" nicht nur die Wände von Kreiszylindern
zu verstehen sind, sondern von Zylindern im allgemeinen
Fall, also rohrartigen Körpern, die an jeder Stelle den
gleichen Querschnitt aufweisen. Anstelle von Zylindern
können selbstverständlich auch andere Hohlräume bzw. Geo
metrien zur Aufnahme des/der Elastomerkörper vorgesehen
sein.
Die erfindungsgemäße Federeinrichtung kann an einer Hand
feuerwaffe überall dort eingesetzt werden, wo die Baulän
ge und das vom Elastomerkörper eingenommene Volumen un
tergebracht werden können, etwa als Schließfeder eines
Selbstladegewehres, bei dem der Elastomerkörper im Hin
terschaft sitzt.
Bevorzugt ist allerdings die innere Zylinderwand von ei
ner axialbeweglichen Laufwandung und die äußere von einem
starren Gehäuseteil gebildet (Anspruch 5), und die Feder
einrichtung dient dazu, den nach dem Schuß zurücklaufen
den Lauf eines Selbstladegewehres unabhängig von der dem
Verschluß zugeordneten Schließfeder wieder in seine vor
dere Lage zu verbringen und dort zu halten. Dabei umgibt
der Elastomerkörper den Lauf dann, wenn er sich in seiner
Ruhelage befindet, mit geringem Spiel, so daß das freie
Schwingen des Laufes beim Schuß nicht beeinträchtigt ist.
Selbstverständlich ist dies nicht zwingend notwendig.
Das äußere Gehäuseteil ist ohnehin erforderlich, um den
Lauf nahe der Mündung zu lagern und um einen Handschutz
zu bilden, so daß die erfindungsgemäße Federeinrichtung
das Gesamtgewicht und Gestehungspreis der Waffe lediglich
um das Gewicht und den Gestehungspreis des Elastomerkör
pers erhöht.
Dabei bestehen Lauf und äußeres Gehäuseteil bevorzugt aus
korrosionsbeständigen Materialien.
Im folgenden wird der Gegenstand der Erfindung anhand der
beigefügten, schematischen Zeichnung beispielsweise noch
näher erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Lauf eines Selbst
ladegewehres, der in einem Außenrohr gefedert
axialbeweglich gelagert ist, in Ruhelage, und
Fig. 2 die Anordnung der Fig. 1, bei vollem Rücklauf.
In der Zeichnung ist ein Außenrohr 1 gezeigt, das gegen
über dem (nicht gezeigten) Waffengehäuse ortsfest ange
bracht ist und konzentrisch einen Lauf 3 umgibt, an des
sen hinterem Ende (in der Zeichnung am rechten Ende) ein
Verriegelungsstück 15 fest angebracht ist.
Das Außenrohr 1 weist an seinem hinteren Ende einen An
schlag 5 auf, gegen den das Verriegelungsstück 15 in der
Ruhelage des Laufes 3 mit einer Pufferscheibe 7 anliegt,
die am Lauf 3, am Veriegelungssstück 15, am Außenrohr 1
oder am Anschlag 5 befestigt sein kann. Der Anschlag 5
bestimmt somit die vordere Endlage des Laufes 3.
Das Außenrohr 1 ist bis über die Hälfte des Laufes 3 hin
aus nach vorne verlängert und ist an seinem vorderen Ende
mit einer konzentrischen Führungsbüchse 9 aus Aluminium
verschraubt. Die Führungsbuchse 9 weist an ihrem hinteren
Ende einen sich radial einwärts erstreckenden Flansch
auf. Etwa an der Mitte seiner Länge weist das Außenrohr
1 einen sich radial einwärts erstreckenden Ringbund 19
auf.
Auf die Außenseite des Laufes 3 ist von dessen Mündung
(linkes Ende in der Zeichnung) her ein dünnwandiger Kol
ben 11 aufgeschoben, der an seinem vorderen Ende einen
Bund und an seinem rückwärtigen Ende einen Außenflansch
aufweist. Der Bund hintergreift einen Absatz an der Au
ßenseite des Laufes und legt die Lage des Kolbens 11
fest. Der Außenflansch hintergreift den sich radial ein
wärts erstreckenden Flansch der Führungsbüchse 9. Im üb
rigen weist der Kolben 11 eine zylindrische Außenfläche
auf, auf welcher der sich radial einwärts erstreckende
Flansch der Führungsbüchse 9 mit geringem Spiel entlang
laufen kann. Dieser Flansch und der Anschlag 5 sind die
gehäusefesten Elemente, die in der Ruhelage die exakte
Ausrichtung des Laufes 3 gewährleisten.
Von vorne her ist eine zylinderringförmige Mutter 13 auf
die Mündung aufgeschraubt und drückt mit ihrem hinteren
Ende den vorderen Bund des Kolbens 11 gegen den Absatz am
Lauf 3 an.
Zwischen dem hinteren Ende des Kolbens 11 und der Vorder
seite des Ringbundes 19 ist eine Elastomerbüchsenanord
nung 17 angeordnet, die konzentrisch den Lauf 3 umgibt.
Diese Elastomerbüchsenanordnung 17 wird beim Festziehen
der Mutter 13 unter leichte Vorspannung gebracht und um
gibt den Lauf 3 mit geringem Spiel. Sie kann aus einem
einzigen, zylindermantelförmigen Elastomerelement beste
hen, oder, wie in der Zeichnung dargestellt, aus mehre
ren, übereinandergestapelten Elastomerringen.
Die Elastomerringe 17 bestehen aus feinzelligem Polyuret
han, das infolge der kompressiblen Zellenvolumina seiner
seits kompressibel ist und sich somit beim axialen Zusam
mendrücken zwar radial aufzuweiten trachtet, aber radial
formhaltig bleiben kann, wenn Begrenzungswände eine Auf
weitung verhindern.
Die Elastomerringe 17 füllen den zylinderringförmigen
Raum zwischen dem Außenrohr 1 und dem Lauf 3 sowie axial
zwischen dem Kolben 11 und dem Ringbund 19 praktisch
vollständig aus, ohne aber mit einer der Wände verklebt
oder sonstwie verbunden zu sein. So kann kein Schmutz in
diesen Raum eindringen.
Beim Schuß wird der Lauf 3 zusammen mit dem Verriege
lungsteil 15 nach hinten bewegt; dabei bewegt sich der
Kolben 11 zusammen mit dem Lauf 3, und das hintere Ende
des Kolbens 11 drückt das vordere Ende der Elastomerbüch
senanordnung 17 nach hinten. Das hintere Ende der Ela
stomerbüchsenanordnung 17 bleibt ortsfest auf dem Ring
bund 19 abgestützt. Die Elastomerbüchsenanordnung 17
wird somit axial zusammengestaucht und dabei komprimiert.
Bei dieser Stauchung wird das Elastomermaterial danach
trachten, sich radial aufzuweiten, und sich dabei stramm
gegen die Außenoberfläche des Laufes 3 und die Innenober
fläche des Außenrohres 1 andrücken und somit eine unmit
telbare Bremswirkung gegenüber Relativbewegungen zwischen
Außenrohr 1 und Lauf 3 ausüben. Dabei ist eine Ver
schmutzung des Bereiches, in dem der Bremseingriff er
folgt, kaum möglich, wie schon oben erläutert; außerdem
wird etwa ein Sandkorn, das dennoch in diesen Bereich ge
langt, vom weichen Elastomermaterial umschlossen und än
dert deshalb den Bremsvorgang wenn überhaupt nur gering
fügig.
Das Erreichen der vollen Rücklauflage der Fig. 2 wird
durch die entsprechende Zusammendrückung der Elastomer
büchsenanordnung 17 bestimmt; ein gesonderter Anschlag
ist hierfür nicht vorgesehen, könnte jedoch jederzeit an
geordnet werden. Nun dehnt sich die Elastomerbüchsenan
ordnung 17 wieder aus und nimmt dabei den Lauf mit nach
vorne, bis er wieder die Ruhelage der Fig. 1 erreicht.
Wegen der Hysterese des Elastomermaterials wird aber
nicht die volle Rücklaufenergie wieder auf den Lauf 3 zu
dessen Vorwärtsbewegung aufgebracht. Vielmehr wird ein
erheblicher Anteil dieser Energie in Wärme umgewandelt
(Erwärmung der Elastomerbüchsenanordnung 17), so daß der
Lauf 3 sanft und gedämpft nach vorne gleitet. Es liegt
also nicht nur die Bremswirkung durch Radialkräfte aus
der zusammengedrückten Elastomerringanordnung vor, son
dern auch die Dämpfung aufgrund der dem Elastomer inhä
renten Hysterese, die besonders dann wirksam ist, wenn
der Lauf 3 auf den Anschlag 5 aufschlägt, um ein Rattern
zu vermeiden. Die Pufferscheibe 7 verhindert nur ein
Ausschlagen des Anschlags 5.
Im übrigen ist die in der Zeichnung gezeige Anordnung da
hingehend höchst zweckmäßig ausgebildet, daß nach Lösen,
der Mutter 13 entweder der Lauf 3 aus dem Außenrohr 1
herausgezogen oder dieses vom Lauf 3 abgezogen werden
kann. Dabei verbleiben der Kolben 11, die Führungsbüchse
9 und die Elstomerbüchsenanordnung 17 am Außenrohr 1.
Das Außenrohr 1 weist außerhalb des von der Elastomer
büchsen-anordung 17 eingenommenen Längenabschnitts ebenso
wie die Führungsbüchse 9 Öffnungen zur Kühlung und/oder
zur Gewichtsminderung auf. Soweit die Elastomerbüchsen
anordnung 17 infolge mehrerer, rasch aufeinanderfolgender
Federungsvorgänge erwärmt ist, erfolgt eine Abkühlung
mittels Wärmeübertragung durch die Wand von Lauf 3 und
Außenrohr 1.
Claims (5)
1. Gedämpfte Vorholfedereinrichtung für eine eine
Selbstlade-Handfeuerwaffe, vorzugsweise deren Lauf
(3), mit einem Federelement, das zwischen zwei aus
einer Ruhelage heraus zueinander annäherbaren Bautei
len (11, 19) angebracht ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement als Ela
stomerkörper (17) ausgebildet ist, der in Ruhelage
unter Vorspannung an den Bauteilen (11, 19) anliegt.
2. Federeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Elastomerkörper (17) aus aufeinan
der abgestützten Elastomerelementen gebildet ist.
3. Federeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (17)
aus einem geschlossenporigen, bevorzugt feinporigen
Elastomer besteht und in einen von ihm im wesentli
chen gänzlich ausgefüllten Hohlraum eingeschlossen
ist, der durch die Bewegung der Bauteile (11, 19)
verkleinerbar ist.
4. Federeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Hohlraum von zwei konzentrischen
Zylinderwänden (1, 3) begrenzt ist, von denen jeweils
eine mit einem der Bauteile (11, 19) verbunden ist.
5. Federeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die innere Zylinderwand von einer
axialbeweglichen Laufwandung (3) und die äußere von
einem starren Gehäuseteil (1) gebildet ist.
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