DE19746643C2 - Gedämpfte Federeinrichtung für eine Schußwaffe - Google Patents

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.