DE2142763C3 - Vorrichtung zum gasdichten Abschließen einer Trennfuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gasdichten Abschließen einer Trennfuge zwischen der in einem Gehäuse bzw. Rahmen koaxial zum Waffenrohr drehbeweglich gelagerten und der Patronenaufnahme dienenden Trommel einerseits und dem Ende eines im selben Gehäuse bzw. Rahmen angeordneten Waffenrohres andererseits mittels einer beweglichen Dichtung, insbesondere für Revolverkanonen hoher ballistischer Leistung und dementsprechend ausgebildeter Munition. Automatische Schnellfeuerkanonen mit RevolvertsOmmeln sind seit langem bekannt So etwa eine solche des Typs MG 213/20 als Flugzeugbewaffnung. Diese haben eine Kadenz von 1200 Sphuß/min. und eine Mündungsgeschwindigkeit w = IOQO m/sec
j Das Charakteristikum deraröger Schnellfeuerkanonen besteht im wesentlichen in deren RevolvertrommeL Diese ist üblicherweise mii einer Anzahl umfangsverteilt angeordneter Patronenlager versehen, die beim Drehen der Trommel nacheinander hinter dem Waffenrohr zn liegen kommen. Die Bewegung der Trommel

.„" » erfolgt inan sich bekannter Weise durch einen Schieber, lter mittels Kurvenführungen über Rollenod. dgl auf die

Trommel wirkt Koaxial zur Trommel und mit dieser durch eine Kupplung verbunden ist ein Patronenförderstern angeordnet aus welchem die Patronen in ebenfalls bekannter Weise -durch am Schieber angebrachte Mocken stufenweise in die Patronenlager der Trommel befördert werden.

Besondere Problematik bringt bei derartigen Revolverkanonen das gasdichte Abschließen der Trennfuge mit sich, die sich zwischen der Trommel einerseits und dem hinteren Ende des Waffenrohres andererseits befindet

Die zum Abdichten der Trennfuge bekannten Mittel haben in der Regel die Form von Buchsen, Ringen od dgl- die durch den Druck im Patronenlager gegen die hintere Fläche des Waffenrohres gepreßt werden und dadurch die Fuge zwischen Trommel und Lauf abdichten, was für die Funktion einer automatischen Revolverwaffe unerläßlich ist

Mit diesen bekannten Dichtmitteln gehen mannigfache Nachteile einher, welche die Leistungsfähigkeit der mit ihnen ausgerüsteten Waffe beeinträchtigen:

Zum einen liegen die Dichtmittel im unmittelbaren Gasstrom, also in der Zone stärkster Erwärmung, wenn das Geschoß das Patronenlager verläßt so daß sie zwangsläufig ebenso starker Erwärmung durch die Pulvergase ausgesetzt sind Hierdurch wird ihre Lebensdauer stark beeinträchtigt Zum anderen sind die Dichtmittel bisher bekannter Bauart relativ schwer, so daß sie beim Schießen mit hoher Energie gegen das Laufmundstück hämmern und dieses übermäßig bean-Sprüchen. Ein weiterer Nachteil besteht ferner darin, daß die von den Pulvergasen beaufschlagte Räche relativ groß ist wodurch ebenso große Gegenkräfte auf die Trommel und weiterhin auf das Trommelgehäuse übertragen werden. Als Ergebnis hiervor macht es sich erforderlich, gerade das Trommelgehäuse besonders schwer zu dimensionieren. Ein Nachteil besteht weiter darin, daß das Festlegen der Dichtelemente in der Trommel durch Verkörnen oder Verstemmen erfolgen muß. Dies ist nicht nur umständlich auszuführen, sondern verringert auch durch die am Dichtring erforderliche Fase oder Facette die eigentlich nutzbare Dichtfläche nicht unerheblich.

Weitere Nachteile bekannter Bauarten bestehen schließlieh auch darin, daß die Güte der Gteschoßführung bis zum Eintritt in die Züge des Laufes dadurch beeinträchtigt wird, daß der Geschoßführungsring im Bereich der Dichtbuchse oder des Dichtringes ohne feste Führung ist Letztlich besteht ein Nachteil auch darin, daß die Außenfuge zwischen dem Dichtelement

und seinem Lager in der Trommel nicht vollkommen abzudichten ist, so daß zwangsläufig Gasverluste entstehen, weiche die Mündungsgeschwindigkeit negativ beeinflussen und die Lebensdauer der Waffenteile

herabsetzen.

. Gegenüber diesen bekannten und zudem mit konzeptionellen Mängeln behafteten Dichtmitteln hat ach die vorliegende Erfindung die Aulgabe gestellt, ein baulich lind funktionell einfaches ^Qd sicheres Dschtsy- s stem hoher Lebensdauer zu schaffen was sich zudem auchim Anwendungs- bzw. Einsatzfalle ohne besondere Werkzeuge oder Montage-Vorrichtungen tekjft auseinandernehmen und wieder zusammensetzen läßt
s Gelosi werden diese Aufgaben nadvdem Willen der to Erfindung im wesentlichen dadurch, daß die dem Ende des Waffenrohres zugekehrte Stirnfläche der Trommel mit einer koazentrisch zu ihrer Geschoßführung angeordneten, der Aufnahme eines hochwiirmfesten und elastischen Dichtungsringes dienenden Ringnut versehen ist, welche über mehrere, umfangsverteilt in der Trommel angebrachte Bohrungen mit der 'Geschoßführung in Verbindung steht, von welcher aus die in die Bohrungen vom Gesamt-Gasstrom vereinzelten Partialströme der in ihr beim Abschuß erzeugten » hochgespannten Pulvergase den Dichtungsring zunächst schlagartig an dem zur Trommel-Stirnfläche korrespondierenden Ende des Waffenrohres dichtend zur Anlage bringen und diesen sodann durch die restlichen Gasströme derart deformieren, daß er zugleich gegenüber der einen Nutflanke eine Dichtung und gegenüber der anderen Nutflanke eine Abstützung herbeiführt

In konsequenter Anwendung dieses erfinderischen Grundgedankens wurde, wie dies auch im folgenden zum Ausdruck kommt, besonderes Augenmerk auch auf die baulich-konstruktive Ausgestaltung des Dichtmittels gerichtet:

Nach einem Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, den Dichtungsring vorzugsweise aus einem Hartmetall mit relativ großer Dehnung, etwa δ «= 7%, herzustellen. Einem weiteren Merkmal der Erfindung zufolge ist vorgesehen, die Höhe der am Dichtungsring angeformten Nasen derart auszubilden, daß diese etwas geringer ist als die Summe des radialen Spiels an der Außen- und Innenseite des Dichtungsringes selbst

Naheliegenderweise erschöpfen sich die erfindungswesentlichen Merkmale nicht allein in der baulichen, stofflichen und/oder konstruktiven Ausgestaltung des Dichtungsmittels allein. Vielmehr ist einem weiteren Merkmal zufolge vorgesehen, die der Aufnahme des Dichtungsringes dienende Ringnut an einer ihrer Flanken mit einer Hinterdrehung, Ausnehmung od. dgl. zu versehen, in welche die an der Innenseite des Dichtungsringes angeformten, sich über dessen Bauhöhe hinwegerhebenden Nasen unter Ausnutzung ihrer Eigenelastizität zum Fixieren des Dichtungsringes eingreifen.

Von außerordentlich großer funktioneller Bedeutung ist schließlich auch noch das Erfindungsmerkmal, daß die umfangsverteilt in der Trommel angebrachten Bohrungen in relativer Schräglage zur Seelenachse der Geschoßführung bzw. des Waffenlaufes aingeordnet sind Und in das Patronenlager etwa in Höhe des Gesehößräunies münden. 60'

Mit der vorgeschlagenen Erfindung geht eine Reihe von Vorteilen einher:

Zunächst einmal wird ohne besonderen baulich-konstruktiven Aufwand eine optimal wirkende Abdichtung zwischen dem Ende des Waffenrohres und der trommel 6$ geschaffen, indem ein durch den Gasdruck in Bewegung zu setzender und durch entsprechende Werkstoffwahl in relativ weiten Grenzen temporär verformbarer

Dichtungsring die Abdichtung bewirkt

Mindestens ebenso große Vorteile wie «8e vorgenannten Maßnahmen bringt zudem auch die Ano»taung <Ser um die Ringnut unter relativer- Schräglage zur Seelenachseumfangsverieaten Bohrungeri"mitsich,die die Ringnut mit der Geschoßführung in der Trommel verbinden.

- Durch die erwähnten Schrägbohrungen gelangen, noch während sich das Geschoß in seiner Führung befindet, Partialstrome der beim Abschuß⁷ erzeugten hochgespannten Pulvergase durch die; Schrägbohrungen und wirken dabei schlagartig auf den Dichtungsring fein. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Trennfuge zwischen dem Ende des Waffenlaufes und der Trommel bereits gasdicht abgeschlossen ist, wenn das durch die Expansion der Pulvergase beschleunigte Geschoß die Trennfuge passiert bzw. in den Waffenlauf eintritt, der ihm Führungund Richtung zum Ziel aufprägt

Von Vorteil zeigt sich bei der vorgeschlagenen Erfindung wetter, daß die restlichen Gasströme zugleich eine temporäre Verformung des Dichtungsringes bewirken, der sich dabei dichtend an die eine Flanke der Ringnut anlegt während er sich zugleich an deren andere- Flanke abstützt

Infolgedessen, daß die vereinzelten Partialstrome der hochgespannten Pulvergase bis zum Auftreffen auf den Dichtungsring einen relativ weiten Weg zurückzulegen haben, ist sichergestellt, daß der Dichtungsring außerhalb der bei der Zündung der Treibladung entstehenden heißen Zone liegt, was sich äußerst vorteilhaft auf dessen Lebensdauer auswirkt.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigt

F i g. 1 den schematischen Aufbau einer automatischen Schnellfeuerkanone mit Revolvertrommel. F i g. 2 die Einzelheit »A« nach F i g. 1, F i g. 3 die Einzelheit »B« nach F i g. 2 mit Dichtring und schließlich

Fig.4 die Vorderansicht eines Dichtringes in vergrößertem Maßstab.

Wie in F i g. 1 dargestellt ist die Revolvertrommel 1 drehbeweglich um die Achse 2 im Gehäuse bzw. Rahmen 3 gelagert Im Gehäuse bzw. Rahmen 3 ist zugleich auch das Waffenrohr 4, etwa mittels eines Bajonettverschlusses 4a, austauschbar befestigt Wird die vor dem Rohr 4 befindliche Patrone 5 gezündet so wird einerseits deren Geschoß 5a vorwärts in das Rohr 4 getrieben und gleichzeitig der in der Trommel 1 angeordnete Dichtungsring 6 über die Verbindungskanäle la von den beim Zünden freiwerdenden Pulvergasen beaufschlagt. Hierbei wird der Dichtungsring 6 nach vorn gegen das Ende Ab des Waffenrohres 4 getrieben und dichtet dabei die zwischen dem Rohr 4 und der Stirnfläche leder Trommel 1 befindliche Trennfuge 7 (F i g. 3) gegen die Pulvergase ab.

In Fig.2 ist bereits deutlicher zu sehen, daß der Dichtungsring 6 nur eine relativ schmale Anlagefläche 6a aufweist, die nicht größer zu sein braucht als es für seine Funktion als Dichtungselement erforderlich ist. Praktische Schießversüöhe habeii gezeigt; daß bereits eine schmäle Ringfläefie auch bei'höher Kiäfenz vollauf genügt, da die Fläehenpressüng relativ hoch ist und sich ein nur schmaler Ring naturgemäß besser den Unebenheiten der Gegenfläche 4b anzupassen vermag als eine schwere und entsprechend formsteife Dichtbuchse bekannter Bauart. Eine geringe Masse des Dichtungsringes 6 ist zudem beim Aufbau des Gasdruckes im Patronenlager wesentlich schneller zu

beschleunigen. -■.;,. ■;''·.-■■'.

Das Beaufschlagen des Dichtungsringes 6 erfolgt durch vom Gesamt-Gasstrom vereinzelte Partialströme der hochgespannten Pulvergase. Diese Partialströme erreichen über mehrere umfangsverteilt in der Trommel 1 angeordnete kleine Bohrungen la, die Ringnut 16 und pressen hierbei den Dichtungsring 6 mit seiner Anlagefläche 6a schlagartig gegen» das Ende Ab des Waffenrohres 4. Die dabei auf die Hinterseite der Ringnut 16 wirkende Gegenkraft die zusätzlich zum Bodendruck der Patrone 5 vom Waffengehäuse 3 aufgefangen werden muß, hat nur einen relativ kleinen Wert, da dieser Zusatzdruck, der in der Ringnut 16 wirkt, wegen des starken Drosseleffektes der Bohrungen la geringer ist als der im Patronenlager selbst herrschende Gasdruck. Da zudem die Fläche des Dichtungsringes 6 klein ist, ergibt sich als Produkt von Druck mal Fläche eine nur kleine Zusatzkraft, die das Waffengehäuse 3 belastet Dies wiederum hat den Vorteil, daß das Gehäuse wesentlich leichter ausgebildet werden kann als solche herkömmlicher Bauarten.

Während dem Dichtungsring 6 selbst die Aufgabe zufällt radial in die Trennfuge 7 zwischen dem Ende 46 des Waffenrohres 4 und der Stirnfläche leder Trommel 1 austretende wellende Pulvergase abzufangen, bleibt noch die Aufgabe zu lösen, die aus der Ringnut 16 zwischen Dichtungsring 6 und Ringnut-Außenwand, also in dem notwendigerweise vorhandenen Spalt id, durchtretende wellenden Gase abzudichten. Diese Dichtarbeit wird durch Ausnutzen der elastischen Verformbarkeit des zwischen der Ringnut 16 der Trommel 1 und der Geschoßführung Ie stehengebliebenen Materials erreicht Sobald nämlich das Geschoß 5a beim Schuß diesen Raum durchläuft wirken die Pulvergase dort expandierend und bewirken das Schließen der beiden Fugen id. Ii zwischen welchen der Dichtungsring 6 liegt Dadurch ist ein Durchtreten von Pulvergasen durch diese Fugen nicht mehr möglich.

Die Hinterdrehung, Ausnehmung ocLdgL ig stellt eine Abgrenzung des sich verformenden Teils 1Λ der ^₀ Trommel 1 vom hinteren, sich beim Schuß nicht verformenden Teils der Trommel 1 dar. Da diese elastische Verformung des Teils IA erst dann einsetzt wenn der Dichtungsring 6 bereits dichtend am Ende 46 des Waffenlaufes 4 anliegt da schon — wie weiter vorn beschrieben — vorher vom Gesamt-Gasstrom vereinzelte Partialströme der Pulvergase durch die in der Trommel 1 umfangsverteilt angeordneten kleinen Bohrungen la in die Ringnut \b gelangt sind und den Dichtungsing 6 beaufschlagt haben, ist es völlig ausgeschlossen, daß sich etwa der Dichtungsring schon vorzen% gegen die Flanken id, If kiemmend-dichtend anlegen Könnte tma uaaurca in seiner esToroerncnen Bewegimg m Rkhtrnig der za ihm korrespondierenden Dichtfläche 46 behindert wird. DaS das Abdichten _s zunächst der Tremifage 7 and sodann der Fugen Xd, I fin zett&ch richt^er Reüienfolge geschieht wird noch besonders dadurch begünstigt daß die ranf angsverteilt in der Trommel 1 aBgebrachtea Bohrungen ta in relatwer Schräglage zin-Sedenachse 8 der GeschoBfOh- _te tang Ie bzw. des Was 4 angeordnet said end etwa in Höhe der Patrone 5 in der Geschoßfflhrung Ie rung gegen Verdrehen od. dgl. erforderlich, die bei diesen durch Verkömen oder Verstemmen erfolgen

Das Montieren des Dichtungsringes 6 läßt sich überaus einfach osd schnei bewerksteffigen. Gegenflbef den bekauMten Dicfatangsbuchsea ist kemerlet Sshe-Aus F, ig.4 ist zu ersehen^ daß sich an di:r Innenseite 66 des Dichtungsringes 6 mehrere umfangsverteilt angeordnete Nasen 6c befinden. Diese Nasun sind in der Zeichnung aus Gründen besserer Erkennbarkeit in Radialrichtung stark überhöht dargestellt Sie greifen in eingebautem Zustand in die Hinterdrehiimg, Ausnehmung od. dgL ig der in die Trommel 1 eingestochenen Ringnut 16 ein und verhindern dadurch ein Herausfallen des Dichtungsringes 6 etwa bei der Demontage der Trommel 1. Sind die Nasen 6c derart dimensioniert, daß das Radialmaß des Dichtringes 6, Ober eben diese Nasen gemessen, um ein geringes Spiel unter der ebenfalls radial gemessenen Breite der Ringnut 16 liegt so nimmt der Dichtungsring 6 beim Einsetzen in der Ringnut 16 infolge seiner elastischen Verformbarkeit zunächst eine polygonartige Form an. Wenn die Nasen 6c in die Hinterdrehung, Ausnehmung od. dgl. ig eingetreten sind, federt der Dichtungsring 6 wieder in seine ursprüngliche Kreisform zurück, in welcher er sodann auch verbleibt

Als Werkstoff für den Dichtungsring 6 hat sich ein Hartmetall mit relativ hohen Dehnungseigenschaften als besonders günstig erwiesen, zumal Hartmetalle in bekannter Weise auch noch die positive und im vorliegenden Falle sogar erwünschte Eigenschaft hoher Warmfestigkeit haben.

Durch die gewählte Art der Ringsicherung ist es somit möglich, die Masse des Dichtringes 6 klein zu halten, da dessen Anlagefläche 6a etwa dem Ringquerschnitt entspricht Bei dieser Art der Ausbildung ist keine Fase oder Facette zum Übergreifen der Verkörnungen erforderlich, was ein Verstarken des Querschnitts hinter der Dichtfläche 6a erforderlich machte. Überdies ist ein Verkömen oder Verstemmen an der gehärteten Trommel 1 nicht einfach vorzunehmen, da die harte und damit meist spröde Oberfläche der Trommel 1 dann verformt werden muß und dabei die Gefahr des Ausbrechens von Werkstoffteilchen besteht Diese Schwierigkeit vergrößert sich beim Austausch eines z. B. durch Verschleiß unbrauchbar gewordenen Dichtungsringes gegen einen neuen, da dann das Sichern durch Verkömen usw. erneut erfolgen müßte.

Einen besonders günstigen Einfluß auf die Schußpräzision der Waffe hat das erfindungsgemäße Dichtungssystem dadurch, daß die Führung des Geschosses 5a vom Patronenlager bis zum Rohr 4 nicht unterbrochen werden muß, wie es bei bisher bekannten Bauarten unvermeidlich ist In den Fig. 1 bis 3 ist erkennbar,daß das Geschoß 5a auf seinem Weg in das Rohr 4 nur den bei jeder Revolverwaffe konstruktiv bedingten Spalt 7 zwischen Trommel 1 und dem Ende 46des Waffenlauf es 4 aberbräcken maß, der auch bei großkalibrigen Revolverkanonen mn* Bruchtefle eines Mmlmeters beträgt. Besonders wens der GeschoSraum Ie der Trommel 1 mit Fuhrangsieisten 1/ versehen ist in welche sich der Führungsring des Geschosses 5a ceen kann, wird eine gate Führung des Geschosses vom Patronenlager in das Rohr 4 erreicht Dadurch werden Tendenzen des sosses zum SchragsteflenoddgL unterbunden, was aber bei den bisher Ausführungen bendrs durch den die GeschoßSÜanng anterbrecbenden Ringspalt im Bereich des Dkfaringes begünstigt wurde.

f&eizal Blatt Zdcb

Claims (5)

1. Patepiansprüche:

   .. l.Voirichtimg zum gasdichten Abschließen einer Trennfuge zwischen der in einem Gehäuse bzw. Rahmen koaxial zum Waffenrohr drehbeweglich gelagerten und der Patronenaufnahme dienenden Trommel einerseits und dem Ende «ines im selben Gehäuse bzw. Rahmen angeordneten Waffenrohres andererseits mittels einer beweglichen Dichtung, Insbesondere für Revolverkanonen hoher Ballistischer Leistung pid dementsprechend ausgebildeter Munition; dadur<gh gekennzeitähnet'_v daß die dem Ende<46) dies Waffenrohres (4) zugekehrte Stirnfläche (IcJt der Trommel (1) mn einer konzentrisch zd ihrer Geschoßführung (Ie) angeordneten, der Aufnahme eines hochwannfesten und elastischen Dichtungsringes (6) dienenden Ringnut (16) versehen ist welche ober mehrere umfangsverteilt in der Trommel (1) angebrachte Bohrungen (la) mit der Geschoßführung (Ie) in Verbindung steht von welcher aus die in die Bohrungen (la) vom Gesamt-Gasstrom vereinzelten Partialströrr.e der in ihr beim Abschuß erzeugten hochgespannten Pulvergase den Dichtungsring (6) zunächst schlagartig an dem zur Trommel-Stirnfläche (Ic) korres ondierenden Ende (46) des Waffenrohres (4) dichtend zur Anlage bringen und diesen sodann durch die restlichen Gasströme derart deformieren, daß er zugleich gegenüber der einen Nutflanke (Id) eine Dichtung und gegenüber der anderen Nutflanke (1/) eine Abstützung herbeiführt
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Dichtungsring (6) aus einem an sich bekannten Hartmetall besteht dessen Drehung etwa d «* 7% beträgt
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I und 2. dadurch gekennzeichnet daß die der Aufnahme des Dichtungsringes (6) dienende Ringnut (16) an einer ihrer Flanken (1/) mit einer Hinterdrehung, Ausnehmung oddgl. (Ij) versehen ist m welche die an der Innenseite (66) des Dichtungsringes (6) angeformten, sich über dessen Bauhöhe hinwegerhebenden Nasen (6c) unter Ausnutzens ihrer Eigenelastizität zum Fixieren des Dichtungsringes (6) eingreifen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der am Dichtungsring (6) angeformten Nasen (6c) etwas geringer ist als die Summe des radialen Spiels an der Außen- und Innenseite des Dichtungsringes (6).
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß die umfangsverteilt in der Trommel (1) angebrachten Bohrungen (Ie) in relativer Schräglage zur Seeler.achse (8) der Geschoßführung (Ie) bzw. des Waffenlaufes (4) angeordnet sind und in das Patronenlager etwa in Hohe des Geschoßraumes (Ie) münden.