DE19842542C2

DE19842542C2 - Kühlvorrichtung zur verschlußseitigen Zuführung eines Kühlmediums

Info

Publication number: DE19842542C2
Application number: DE19842542A
Authority: DE
Inventors: Rolf Bartolles
Original assignee: Rheinmetall W&M GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2001-09-20
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: ITMI991921A0; GB2341665B; FR2783599B1; GB2341665A; GB9921212D0; ITMI991921A1; FR2783599A1; DE19842542A1; US6178769B1; IT1313730B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur verschlußseitigen Zuführung eines Kühl mediums in einen Ladungsraum eines Waffenrohres nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.

Die DE 40 22 541 C2 beschreibt eine gattungsgemäße Kühlvorrichtung zur verschlußsei tigen Zuführung eines Kühlmediums in den Ladungsraum eines Waffenrohres. Die Kühl vorrichtung weist einen in den Ladungsraum einführbaren Kühlbehälter auf, der aus ei nem Mantel und einem mit diesem verbundenen Behälterboden besteht. Das Kühlmedi um wird durch Öffnungen im Kühlbehälter zur Rohrmündung hin aus diesem Kühlbehälter herausgedrückt. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß die Kühlung vorrangig nur im hinteren Ladungsraum - nicht aber im vorderen Bereich des Ladungsraumes mit der ma ximalen Ladungstemperatur - erfolgt.

Aus der DE 38 27 740 A1 ist eine Kühlvorrichtung für ein großkalibriges Waffenrohr be kannt, bei dem ein mit einer Wiege starr verbundenes Wiegenrohr eine äußere Begren zungswand eines zur Kühlung vorgesehenen Hohlraumes bildet. Das Wiegenrohr enthält dazu für eine intensive Wärmeabfuhr im Bereich der hinteren und vorderen Waffenrohr lagerbuchse Kanäle zur Zufuhr und Abfuhr eines gasförmigen oder flüssigen Kühlmedi ums. Diese Kühlvorrichtung ist fester Bestandteil des großkalibrigen Waffenrohres und muß somit für jedes Waffenrohr hergestellt werden.

Die DE 40 22 542 C2 offenbart eine Kühlvorrichtung, die zur verschlußseitigen Zuführung eines Kühlmediums in den Ladungsraum eines Waffenrohres eine Düse zur nebelartigen Bespritzung der Rohrinnenfläche des Ladungsraumes enthält. Diese Düse ist durch ein zentrales Verbindungsrohr bis in die vordere Ladungsraumhälfte einbringbar, wobei das Kühlmedium durch das Verbindungsrohr zur Düse gepumpt wird. Da diese Kühlvorrich tung manuell in den Ladungsraum eingeschoben werden muß, ist beim Einführen der Düse mit dem Verbindungsrohr ein Verkanten und damit eine Zerstörung der Düse mög lich. Außerdem erfolgt keine gleichmäßige Kühlung im gesamten Ladungsraum.

Hieraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, eine der eingangs genannten Gattung entsprechende Kühlvorrichtung bereit zu stellen, mit der auf einfache Art und Weise eine gleichmäßige und wirkungsvolle Kühlung vornehmlich im gesamten Ladungsraum in den Feuerpausen gewährleistet wird.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Durch die Nutzung eines Faltenbalges, der in gestrecktem Zustand bei einer verschuß seitigen Einbringung bis in die vom verschußseitigen Waffenrohrende gesehene vordere Ladungsraumhälfte reicht und an seinem Umfang verteilte Öffnungen aufweist, wird eine einfache Kühlvorrichtung geschaffen, die aufgrund der einfachen Handhabung Schieß pausen reduziert. Das Kühlmedium, vorzugsweise Kühlluft, wird durch eine druckerzeu gende Vorrichtung, beispielsweise ein Hochleistungsgebläse, an die der Faltenbalg bei spielsweise angeflanscht ist, in den Faltenbalg hineingedrückt und tritt aus den Öffnungen des sich entfaltenden Faltenbalges mit der Rohrinnenwand des Geschützrohres in Ver bindung, so daß eine Abkühlung im gesamten Ladungsraum erfolgt. Der Ein- bzw. Aus bau der Kühlvorrichtung erfolgt innerhalb weniger Sekunden.

Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Faltenbalg besteht aus einem flexiblem Material und ist vorzugsweise stirnseitig ab geschlossen, so daß sich der Faltenbalg bei Eintritt eines Kühlmediums schlagartig ent falten kann. Der Durchmesser des Faltenbalges entspricht in etwa dem des Innendurch messers des Waffenrohres, wobei ein kleiner Spalt zwischen diesen beiden verbleibt, damit das austretende kühlende Medium in Richtung Rohrmündung abgeführt werden kann. Die Kühlvorrichtung wird vorzugsweise mit einer einfachen Klemmvorrichtung in einen Bodenring des Geschütz bzw. Waffenrohres befestigt. Das Hochleistungsgebläse kann zentral, d. h. direkt am Waffenrohr oder dezentral, d. h. beispielsweise in einem Turm untergebracht und dabei über eine Zuleitung mit dem Faltenbalg verbunden sein. Auch kann das Kühlmedium beispielsweise Kühlwasser sein.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Waffenrohres in Schnittdarstellung mit einem integrierten Faltenbalg

Fig. 2 das schematisch dargestellte Waffenrohr in Schnittdarstellung mit ge strecktem Faltenbalg.

Die Fig. 1 und Fig. 2 zeigen schematisch ein Waffenrohr 1, das geschnitten dargestellt ist, und in dem sich im rückwärtigen Ende (Waffenrohrende 2) des großkalibrigen bei spielsweise zu einer Haubitze gehörenden Waffenrohres 1 eine Kühlvorrichtung 3 befin det. Die Kühlvorrichtung 3 besteht dabei aus einer druckerzeugenden Vorrichtung 4, bei spielsweise einem Hochleistungsgebläse und einem Faltenbalg 5. Der Faltenbalg 5 ist am Hochleistungsgebläse vorzugsweise angeflanscht. Andere Befestigungsmöglichkeiten wie beispielsweise Verschraubungen sind auch möglich. Die druckerzeugende Vorrichtung 4 kann beispielsweise über eine vorhandene Bohrung 6 für die Befestigung eines Ver schlußteiles 13 des Waffenrohres 1 über einen Nocken 7 fixiert und somit befestigt und jederzeit wieder entnehmbar angebracht sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Verschluß (im geöffneten Zustand nicht näher dargestellt) über einen Handöffnerhebel einige Millimeter anzuheben, um unter Ausnutzung der Reibkraft zwischen Verschlußge wicht und Schließfedern und der druckerzeugenden Vorrichtung 4 durch das Verschluß gewicht eine einfache Verbindung herzustellen. Der Faltenbalg 5 besteht vorzugsweise aus einem elastischen Material, beispielsweise einem Gummi oder weichen Kunststoff, und ist im Waffenrohr 1 zentriert ausgerichtet. Der Faltenbalg 5 kann dabei eine jegliche Form eines vorzugsweise geraden Rotationskörpers mit runder oder mehreckiger Grund fläche 9.1, 9.2 aufweisen. Der Außendurchmesser des vorzugsweise zylindrischen Fal tenbalges 5 mit runden Grundflächen 9.1 und 9.2 ist vorzugsweise um 1-5% kleiner als der eingeschlossene Innendurchmesser eines Laderaumes 11, der durch eine Innenwand 8 des Waffenrohres 1 gebildet wird. Der Faltenbalg 5 weist an seinem Umfang mehrere kleine Öffnungen 10 auf, wie in Fig. 2 nur schematisch angedeutet, die im gestreckten Zustand ihren größten Durchmesser besitzen. Stirnseitig ist der Faltenbalg 5 vorzugswei se ohne Öffnungen 10, so daß er in der Grundfläche 9.2 geschlossen ist. Die Länge des Faltenbalges 5 ist abhängig von der Länge des zu kühlenden Laderaums 11 des Waffen rohres 1 sowie von der erforderlichen Kühlung. Über eine elektrische Zuleitung (nicht dargestellt) wird der druckerzeugenden Vorrichtung 4 Strom zugeführt, so daß der Kühl vorgang erfolgen kann.

In bekannter Art und Weise steigt durch Verschuß eines Geschosses (nicht dargestellt) in schneller Schußfolge die Temperatur der Innenwand 8 des Waffenrohres 1 beim Schie ßen mit hoher Kadenz und max. Ladung. Der besonders temperaturbelastete Bereich des Laderaumes 11 des großkalibrigen Waffenrohres 1 befindet sich bekanntermaßen in ei nem Abstand a von 900 mm bis 1000 mm von verschlußseitigen Waffenrohrende 2 ent fernt. Die maximal temperaturbelastete Laderaumzone liegt bei einem Laderaum 11 mit einer Länge l von beispielsweise 1200 mm unmittelbar vor dem Übergangskegel zur großkalibrigen Bohrung des Waffenrohres 1 in einem Abstand a von beispielsweise 900 mm. Damit die Waffenrohrtemperatur den kritischen Temperaturwert (oberhalb 152°C) nicht überschreitet, wird in regelmäßigen Zeitabständen die Kühlvorrichtung 3 in den hochtemperaturbelasteten Laderaum 11 eingebracht (siehe Fig. 1). Über das Hochlei stungsgebläse wird dann beispielsweise kalte Luft in den Faltenbalg 5 geblasen. Unter dem sich dabei bildenden Staudruck schiebt sich der Faltenbalg 5 entlang der Innenwand 8 des Laderaums 11. Zwischen der Innenwand 8 und der gestreckten Länge des Falten balges 5 verbleibt dabei ein ringförmiger Spalt 12. Über die vielen Öffnungen 10, die vor zugsweise über die gesamte Länge und den gesamten Umfang des Faltenbalges 5 gleichmäßig verteilt sind (Fig. 2), wird dann diese kalte Luft auf die heiße Innenwand 8 des Waffenrohres 1 geblasen. Die sich aufheizende Luft entzieht dem Waffenrohr 1 die Wärme und wird zur Mündung des Waffenrohres 1 hin über den Spalt 12 durch die nachfolgende Luft abgeführt. Der Faltenbalg 5 verbleibt während des Kühlvorganges vor zugsweise in seiner gestreckten Länge.

Ist die Waffenrohrtemperatur ausreichend reduziert worden, wird das Hochleistungsge bläse vom Stromkreis getrennt, so daß der Faltenbalg 5 in seine ursprüngliche Aus gangslage zurückgeführt wird und die gesamte Kühlvorrichtung 3 aus dem Bodenbereich, d. h. aus den rückwärtigen Waffenrohrende 2 entnommen werden kann. Die Zeitdauer und damit die Kühlmenge kann durch eine Wärmesensorik (nicht dargestellt) am Waffen rohr 1 ermittelt und gesteuert werden. Diese Steuerung kann manuell oder steuerungs technisch erfolgen, wobei ein automatisches Abschalten des Hochleistungsgebläses er folgen kann.

Durch den schnellen Einbau der Kühlvorrichtung 3 wird die Rohrtemperatur deutlich schneller abgesenkt. Aufgrund der einfachen Handhabung kann dies in Schießpausen, z. B. beim Stellungswechsel erfolgen. Gleichzeitig wird die Leistung der Waffenrohre 1 erhöht. Der Ein- und Ausbau der Kühlvorrichtung 3 ist in wenigen Sekunden durchführ bar, wobei am Waffenrohr 1 nichts verändert werden muß.

Bei Nutzung von Luft bzw. gasförmigen Gemischen als Kühlmedium werden zusätzliche Erosionserscheinungen im Waffenrohr 1 reduziert.

Das Hochleistungsgebläse kann auch im Turm einer Haubitze (nicht dargestellt) ange ordnet werden, wobei der Faltenbalg 5 über eine Luftzuleitung bzw. einen flexiblen Schlauch mit dem Hochleistungsgebläse verbunden wird. Hierbei weist dann vorzugswei se das Endstück des Faltenbalges 5 den Nocken 7 auf.

Auch kann ein flüssiges Kühlmedium beispielsweise Kühlwasser verwendet werden, wo bei dann eine Pumpe anstelle des Hochleistungsgebläses in die Kühlvorrichtung 3 einge bunden ist.

Bezugszeichenliste

1

Waffenrohr

2

rückwärtiges Ende

3

Kühlvorrichtung

4

druckerzeugende Vorrichtung/Hochleistungsgebläse

5

Faltenbalg

6

Bohrung

7

Nocken

8

Innenwand

9

Ende von

5

10

Öffnungen

11

Laderaum

12

Spalt

13

Verschlußkeil

Claims

1. Kühlvorrichtung zur verschlußseitigen Zuführung eines Kühlmediums in einen La dungsraum, der durch eine Innenwand eines Waffenrohres gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühlvorrichtung (3) einen Faltenbalg (5) und eine druckerzeugende Vorrich tung (4) aufweist,
der Faltenbalg (5) unter Zufuhr des Kühlmediums geweitet und gestreckt wird,
wobei zwischen dem Faltenbalg (5) und der Innenwand (8) des Waffenrohres (1) ein Spalt (12) verbleibt,
der Faltenbalg (5) an seinem Umfang Öffnungen (10) besitzt, durch die das Kühl medium gegen die Innenwand (8) gedrückt und über den Spalt (12) nach außen hin abgeführt wird.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (5) ein Rotationskörper mit einer runden oder mehreckigen Grundfläche (9.1; 9.2) ist, der einen kleineren Durchmesser als der durch die Innenwand (8) des Waffen rohres (1) eingeschlossene Innendurchmesser besitzt.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fal tenbalg (5) aus einem flexiblen Material besteht.

4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die druckerzeugende Vorrichtung (4) direkt am Waffenrohrende (2) über eine Klemmeinrichtung befestigt ist, wobei der Faltenbalg (5) an der druckerzeugenden Vorrichtung (4) direkt befestigt ist.

5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die druckerzeugende Vorrichtung (4) separat und getrennt vom Faltenbalg (5) angeordnet und mit dem Faltenbalg (5) über eine flexible Zuleitung verbunden ist, wobei das hintere Ende des Faltenbalges (5) die Klemmvorrichtung aufweist.

6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die druckerzeugende Vorrichtung (4) ein Hochleistungsgebläse ist, wobei das Kühlmedium gasförmig ist.

7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die druckerzeugende Vorrichtung (4) eine Pumpe ist, wobei das Kühlmedium flüs sig ist.