DE2031273C3 - Kadenzregler an einer durch Gas druck betätigten Feuerwaffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kadenzregler an einer durch Gasdruck betätigten Feuerwaffe mit einem aus Materialien von verschiedenen Ausdehnungskoeffi-/icnten bestehenden Drosselorgan mit in Abhängigkeit von der Temperatur einstellbarem Drosselquerschnitt.

Ein bekannter Kadenzregler dieser Art besteht aus einem Zapfen in einem Zylinder. Zwischen dem Zapfen und dem Zylinder ist ein ringförmiger Durchtrittsquerschnitt für die Gase vorhanden. Beim Schießen erwärmt sich der von den heißen Gasen allseitig umströmte Zapfen schneller als der eine größere Masse aufweisende Zylinder. Der Zapfen dehnt sich daher schneller aus als der Zylinder, so daß der ringförmige Durchflußquerschnitl verengt und der Gasfluß gedrosselt wird. Zur Unterstützung dieses Effektes können Zylinder und Zapfen aus Materialien mit unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten bestehen. Einem Kadenzanstieg der Waffe wird durch diese Maßnahmen entgegengewirkt.

Als nachteilig hat es sich bei diesem bekannten Kadenzregler herausgestellt, daß die in Form der Durchflußquerschnittsänderung gebildete Regelgröße auf Grund der kleinen und nur in einer Richtung wirksamen Ausdehnung der verwendbaren festen Materialien zu klein ist. Im allgemeinen kommen als Materialien für den Zapfen und den Zylinder nur bestimmte Stähle in Frage, deren Ausdehnungskoeffizicnten keine großen Unterschiede aufweisen, so daß bei heißgeschossener Waffe die Regeleigenschaften des Kadenzregler sehr schlecht werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Kadenzregler der eingangs genannten Art bezüglich seiner Regeleigenschaftcn zu verbessern. Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß das Drosselorgan einen mit einer Steucrkante versehenen Kolben in einer Zylinderbolmmg aufweist, daß der Kolben auf tier einen Seite von einer Feder und auf der anderen Seite von einer Flüssigkeit belastet ist, und daß die Steuerkante iles Kolbens den Querschnitt des Gaskanals verändert.

F i g. 1 einen Schnitt durch das Rohr einer Feuerwaffe im Bereich der Gasentnahmestelle und einen Gaszylinder gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

F i g. 1 α einen Ausschnitt aus F i g. 1 in vergrößerter Darstellung,

F i g. 2 bis 5 je einen Schnitt nach Linie 11-11, HIHI, IV-IV, V-V in Fig. la,

F i g. 6 einen Teil einer der F i g. 1 entsprechenden Darstellung, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Gemäß den Fig. 1, la ist bei einer selbsttätigen Feuerwaffe ein Rohr 1 in ein Verschlußgehäuse 2 eingesetzt. Das Verschlußgehäuse 2 weist einen Zylinder 3 auf, welcher durch einen Gasentnahmekanal 4 mit dem Innern des Rohres 1 verbunden ist. Der Zylinder 3 ist durch einen Stopfen 5 verschlossen und enthält einen verschiebbaren Kolben 6, der mit einer Kolbenstange 7 verbunden ist. Das hintere Ende der Kolbenstange 7 ragt durch eine Stirnwand des Zylinders 3 hindurch und liegt an einer Hülse 8 an, welche unter dem Druck einer Feder 9 steht. In der dargestellten Lage des Kolbens 6 liegt dessen Stirnfläche an der hinteren Stirnfläche 10 des Stopfens 5 an. Im Zylinder3 ist ein als Puffer für den Kolben 6 wirkendes Paket von Ringfedern 11 angeordnet, das mit einem ringförmigen Anschlag 12 des Kolbens 6 zusammenwirkt. Eine Bohrung 13 in der Wand des Zylinders 3 verbindet dessen Inneres mit der Atmosphäre.

In einem vorderen Teil 14 weist der Zylinder 3 einen größeren Durchmesser auf als in einem hinteren Teil IS. Die beiden Bohrungsteile 14, ]15 sind durch einen Absatz 16 voneinander getrennt. Der Durchmesser eines hinteren Endes 17 des Stopfens 5 ist gleich groß wie der Durchmesser der Zylinderbohrung 15, in welche er hineinragt. Der Durchmesser eines weiteren Teils 18 entspricht dem Durchmesser der Zylinderbohrung 14. Eine ringförmige Schulter 19 des Stopfens 5 liegt vor dem Bohrungsabsatz 16 und grenzt mit diesem zusammen einen Ringraum 20 ab. Der Stopfen 5 weist im Bereiche des Ringraumes 20 an seinem Umfang eine Ringnut .21 auf. Eine weitere Ringnut 76 befindet sich im hinteren Ende des Stopfens 5. In diese hintere Ringnut 76 mündet der Gasentnahmekanal 4. Vordere und hintere Ringnut 21, 76 sind über eine schraubenförmige Nut 75 in dem Stopfen 5 miteinander verbunden. Die vordere Ringnut 21 ist durch vier radial gerichtete Bohrungen 22 (F i g. 2) mit einer Sackbohrung 23 des Stopfens 5 verbunden, welche in dessen hintere Stirnfläche 10 mündet und zur Achse des Zylinders 3 koaxial liegt.

Der Stopfen 5 ragt nach vorn aus dem Zylinder 3 heraus und besitzt eine flanschartige Erweiterung 24, welche mit einer Schulter 25 an der Stirnfläche des Zylinders 3 anliegt. Eine von vorn in dem Stopfen 5 angebrachte Sackbohrung 26 liegt koaxial zur Achse des Zylinders 3. In die Wand der Bohrung 26 sind zwei sich über den ganzen Umfang erstreckende Rillen 27, 28 eingeschnitten. Der Stopfenteil IU besitzt vier in seine Oberfläche eingefräste, gegen den Ringraum 20 zu offene Nuten 29, deren Achsen der Zylinderachse parallel sind und gleiche Winkelabstände voneinander aufweisen (Fig. 3). Vier radial gerich-

tete Bohrungen 30 verbinden die Nuten 29 mit der Rille 28. Eine Anzahl Bohrungen 31 zweigen von der Rille 27 ab und münden in die ringförmige Stirnfläche 32 der Erweiterung 24 des Stopfens 5.

Ein zylindrischer Behälter 3?s ist in der Bohrung 26 des Stopfens 5 angeordnet und mit diesem verscli raubt. Der Boden des Behälters 33 weist eine zentrale Bohrung 34 auf. Eine in die Wandung dieser Bohrung 34 eingeschnittene Rille 35 enthält einen O-Ring 36. Der Behälter 33 weist einen Hohlraum 38 auf, der vollständig mit Quecksilber gefüllt ist, welches eine erheblich größere Ausdehnungszahl aufweist als der Werkstoff Stahl, aus welchem der Behälter 33 und der Stopfen 5 hergestellt sind. Ein Kolben 37 ist in der Bohrung 34 verschiebbar gelagert und ragt in den Behälter 33 hinein. Ein Paket von Tellerfedern 39 stützt sich am Grund 47 der Bohrung 26 ab. In der Bohrung 26 ist ferner ein Kolben 40 angeordnet, welcher einerseits von den Tellerfedern 39 und andererseits von dem über eine hintere Stirnfläche 42 des Behälters 33 hinausragenden Kolben 37 beaufschlagt isi. Gemäß F i g. 5 sind in eine hintere Stirnfläche 41 des Kolbens 40 je zwei zueinander senkrecht stehende, radial gerichtete Nuten 43 eingefräst, deren Länge kleiner ist als der Durchmesser des Kolbens 40, aber größer als der Durchmesser des Kolbens 37. Die Nuten 43 beider Stirnflächen 41 sind durch eine zentrale Bohrung 44 miteinander verbunden. Eine Ringnute 45 ist in den Kolben 40 eingeschnitten, welche so breit ist, daß sie bei einer Verschiebung des Kolbens 40 mit ihrer hinteren Steuerkante 46 in den Bereich der Rille 28 gelangt und die Rille 28 mit der Rille 27 verbindet.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Kadenzreglers ergibt sich aus dem Aufbau:

Vor dem Schießen, wenn die Waffe noch nicht erwärmt ist, deckt der Kolben 40 die Rille 28 des Stopfens 5 vollständig ab. Ferner liegt die Nute 45 des Kolbens 40 im Bereiche der Rille 27 des Stopfens 5. Wenn beim Schießen ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Geschoß nach dem Abschuß die Gasentnahmestelle im Rohrl überschritten hat, strömt das Gas durch den Gasentnahmekanal 4 in die hintere Ringnut 76 durch die schraubenförmige Nut in die vordere Ringnut 21 und in den Ringraum 20 und durch die Bohrungen 22 und 23 hindurch vor den Kolben 6, wodurch dieser mit der Kolbenstange 7 nach hinten beschleunigt und dadurch die Feuerwaffe in bekannter Weise gesteuert wird. Die vordere Stirnfläche des Kolbens 6 liegt am Ende seines Hubes hinter der Bohrung 13, sodaß durch diese das im Zylinder 3 befindliche Gas ausströmen kann. Der Kolben 6 prallt mit dem ringförmigen Anschlag 12 auf das Paket von Ringfedern 11, wodurch er abgebremst und nach vorn gegen den Stopfend zurückgeworfen wird, an welchem er dann wieder bis zum nächsten Schuß anliegt.

Während des Schießens wird das Rohr 1 durch die Pulvergase erhitzt und von diesem Wärme über den Zylinder 3 an den Stopfen 5 mit dem Behälter 33 und das in dessem Hohlraum 38 befindliche Quecksilber geleitet, so daß diese Teile 3, 5, 33, 38 mit erwärmt werden. Dabei dehnt sich das Quecksilber mehr aus ais der Behälter 33 und der Stopfen 5, wodurch der vom Quecksilber beaufschlagte Kolben 37 angetrieben und so durch diesen der Kolben 40 in einer vom Erwärmungsgrad des Rohres abhängigen Weise gegen den Widerstand der Teilerfedern 39 nach hinten bewegt wird. Die Steuerkante 46, welche das hintere, dichtende Ende des Kolbens 40 gegen dessen Nute 45 hin begrenzt, gelangt dadurch in den Bereich der Rille 28, wodurch eine Verbindung zwischen der Rille 28 und der Nute 45 hergestellt wird. Ein Teil der bei einem Schuß durch den Gasentnahmekanal 4 aus dem Rohrl abgezapften Gase fließt nun vom Ringraum 20 durch die Nuten 29 und die Bohrungen 30 in die Rille 28 und von dieser in die Nute 45, die ίο Rille 27 und durch die Bohrungen 31 ins Freie. Es gelangt daher weniger Gas vor den Kolben 6, so daß dieser weniger stark beschleunigt und deshalb der in der Zeichnung weiter nicht dargestellte Verschluß erst dann entriegelt wird, wenn der Gasdruck im Rohrl stärker abgesunken ist. Der Verschluß wird dann durch diesen kleineren Restgasdruck weniger stark angetrieben, so daß er sich langsamer bewegt und demzufolge die wegen der Erwärmung der Waffe angestiegene Kadenz wieder reduziert wird. Bei der Bewegung des Kolbens 40 findet durch die Bohrung 44 und die Nuten 43 des Kolbens 40 hindurch ein Druckausgleich zu dem vor dem Kolben 40 liegenden, durch dessen Stirnfläche 41 und die Stirnfläche 42 des Behälters 33 begrenzten Raum statt. Wenn sich der Stopfen 5 und der Behälter 33 nach dem Schießen abkühlen, werden die beiden Kolben 37 und 40 durch die Kraft der Tellerfedern 39 wieder nach vorn gedrückt. Die Vorspannung dieser Tellerfedern 39 ist so groß, daß an den beiden Kolben 37 und 40 angreifende Bewegungswiderstände, welche beispielsweise durch Rußablagcrungen an der Wand der Bohrung 26, oder durch den Dichtungsring 36, verursacht werden, überwunden werden.

In der Zeit, in der die vorstehend beschriebene thermische Kadenzregelung noch nicht wirksam ist, wird einem Anstieg der Kadenz bereits durch die konstruktive Ausgestaltung des Gaskanals entgegengewirkt. Der Gaskanal, bestehend aus dem Gasentnahmekanal 4, den Ringnuten 21, der schraubenförmigen Nut 75 und den Bohrungen 22, 23 erzeugt einen Druckabfall der durch ihn hindurchströmende!! Gase. Der Druckabfall ist bedingt durch'Druckverluste in dem Gaskanal, welche durch Reibung und Verwirbelung der Gase entstehen. Diese Druckverluste werden durch die Länge des Gaskanals und durch Knickstellen im Gaskanal gefördert und sie steigen mit der steigenden Gastemperatur und der daraus resultierenden höheren Gasgeschwindigkeit, so daß bcreits durch die konstruktive Ausbildung des Gaskanalsystems einem Anstieg der Kadenz entgegengewirkt wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kadenzreglers unterscheidet sich lediglich durch den Behälter von der ersten Ausführungsl'orm. Gemäß F i g. 6 ist in der Bohrung 26 des Stopfens 5 ein Faltenrohr 49 angeordnet, welches an den Enden durch einen in den Stopfen 5 schraubbaren Deckel 50 und einen am Kolben 40 anliegenden Boden 51 verschlossen ist. Die Wirkungsweise eines mit einem solchen Behälter 48 ausgeführten Kadenzregler ist im wesentlichen gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Das im Behälter 48 befindliche Quecksilber dehnt sich bei der Erwärmung stärker aus als der Stopfen 5 und bewegt den Kolben 40 nach hinten. Das Faltenrohr 49 wird durch die vom Quecksilber über den Boden 51 ausgeübte Druckkraft elastisch gedehnt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kadenzregler an einer durch Gasdruck betätigten Feuerwaffe mit einem aus Materialien von verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten bestehenden Drosselorgan mit in Abhängigkeit von der Temperatur einstellbarem Drosselquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan einen mit einer Steuerkante (46) versehenen Kolben (40) in einer ZylinJerbohrung (26) aufweist, daß der Kolben (40) auf der einen Seite von einer Feder (39) und auf der anderen Seite von einer Flüssigkeit belastet ist, und daß die Steuerkante (46) des Kolbens (40) den Querschnitt des Gaskanals verändert.

2. Kadenzregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit Quecksilber verwendet ist.

3. Kadenzregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkante (46) des Kolbens (40) einen Durchtrittsquerschnitt zwischen einem Teil (28) des Gaskanals und einem Entlüftungskanal (31) verändert.

»5 In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es