DE2335649C2 - Vorrichtung zum Entnehmen eines Teils der Rückstoßenergie für eine Waffenfunktion eines Geschützes - Google Patents

Description

a) der im ersten Zylinder (10) mit einer Kammer (12) geführte erste Kolben (14) und der Druckspeicher (24, 28, 30; 24') sind Teile eines an sich bekannten hydropneumatischen Rohrvorholersystems, welches aufweist einen gasgefüllten Speicherraum (30), eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Kammer (24; 24') und ein zwischen der Kammer (24; 24') und der Kammer (12) angeordnetes Drosselrückschlagventil (16; 16'),

b) der zweite Kolben (40) ist als Stufenkolben mit einer größeren Kolbenfläche (44) und einer kleineren Kolbenfläche (48) ausgebildet,

c) die Leitung (32; 32') verbindet einen der größeren Kolbenfläche (44) zugeordneten Raum (36) des zweiten Zylinders (42) mit der Kammer (12) und

d) die Leitung (34; 34') verbindet einen der kleineren Kolbenfläche (48) zugeordneten Raum (38) des zweiten Zylinders (42) mit der Kammer (24; 24').

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in der Leitung (32) angeordnetes Rückschlagventil (50) und ein Steuerventil (52) zum Kurzschließen der beiden Räume (36 und 38).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der der kleineren Kolbenfläche (48) zugeordnete Raum ist unterteilt in einen Raum (38') und einen Raum (70),

b) der Raum (70) ist zum Entleeren über eine ein Rückschlagventil (72) aufweisende Leitung (74) mit dem Raum (36) verbunden,

c) der Raum (38') ist zum Entleeren über eine Leitung (84) und ein Steuerventil (52') in dessen Stellung (II) mit einem Raum (87) verbunden,

d) der Raum (87) ist zum Entleeren über eine Leitung (94) und das Steuerventil (52') in seiner Stellung (1) mit dem Raum (70) verbunden,

e) der Raum (87) ist einem Betätigungszylinder (86) mit einem gegen eine Rückstellfeder (90) arbeitenden Betätigungskolben (88) zugeordnet und

f) das Steuerventil (52') ist durch den Kolben (40) in die Stellung I und durch einen mit dem Rohr (2*) verbundenen Steuerkopf (80) in die Stellung II bringbar.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen zwischen der Kammer (24; 24') und dem Speicherraum (30) fliegend angeordneten Kolben (26).

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 24 10 116 ist ein hydraulisches System zum Betätigen des Verschlusses und weiterer waffennaher Komponenten an einem Geschütz bekannt. Diese Einrichtung weist einen Druckspeicher auf, welcher bedarfsweise durch eine jeweils vorgesehene Motoroder Handpumpe aufgeladen werden kann. Ein erster Kolben ist mit dem Waffenrohr verbunden und in einem ersten Zylinder zum Verdrängen einer Flüssigkeitsmenge vorgesehen. Der erste Zylinder ist über eine jeweilige Leitung auf der Saugseite des ersten Kolbens mit einem Flüssigkeitsreservoir und auf der Druckseite des Kolbens mit dem Druckspeicher verbunden. Ein zweiter Kolben ist mit einem Fallkeilverschluß zugeordnet und in einem zweiten Zylinder geführt, welcher zum Schließen des Verschlusses durch unter Druck stehende Flüssigkeit beaufschlagt wird. Ferner ist in ein erforderliches System zahlreicher Leitungen, Hilfsleitungen und Ventile noch ein feder/hydraulischer Auswerfer und ein mittels Förderketten waagerecht arbeitender Ansetzer zur Energieversorgung integriert. Letzterem ist ein Hydraulikmotor zugeordnet.

Nachteilig an dieser Einrichtung ist zunächst, daß die genannten Funktionen der erwähnten Komponenten nur mittels Hydraulik vollziehbar sind. Allein durch eine bereits geringfügige, einsatzbedingte Störung des Hydrauliksystems kann die gesamte Waffe - wenig-

40 stens zeitweilig — unbrauchbar werden. Ferner ist das Entnehmen der Hilfsenergie zum Betätigen waffennaher Komponenten beim Rücklauf des Rohres nachteilig: Es treten vergleichsweise hohe Strömungsgeschwindigkeiten mit entsprechenden Reibungsverlusten auf, die zu unerwünschter Wärmeentwicklung führen; ferner muß die beim Rücklauf des Rohres entnommene Energie bis zur Beendigung des Rohrvorlaufs gespeichert werden und erfordert deshalb einen zusätzlichen Energiespeieher. Schließlich muß bei der bekannten Einrichtung vor dem ersten Schuß durch Betätigen der einen oder anderen Pumpe erst für den erforderlichen Mindestdruck im System gesorgt werden. Soll während einer Feuerpause nicht die ganze Einrichtung unter Druck stehen, muß dieser jedesmal abgebaut, vor dem nächsten Schuß aber wieder aufgebaut werden. Die bekannte Einrichtung ist sowohl nach der Gestaltung, Fertigung und dem Werkstoffverbrauch wie auch nach dem Erfordernis der Ersatzteilhaltung und Wartung aufwendig und zudem kompliziert und damit störanfäl-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche, nur vergleichsweise wenige und einfache Teile aufweisend, leicht zu warten und weniger störanfällig ist und eine Betätigung der betreffenden mit Hilfsenergie zu versorgenden Komponenten auch von Hand erlaubt und somit insgesamt eine höhere

Verfügbarkeit gewährleistet Dabei soll die Hilfsenergie nicht beim Waffenrücldauf, sondern -Vorlauf entnommen werden.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung.

Der mit der Erfindung erzielte Fortschritt ergibt sich aus der Entnahme der Hilfsenergie beim Waffenrohrvorlauf, weil hierdurch sowohl unerwünschte Wärmeentwicklung wie auch die Erfordernis eines zusätzlichen Enerpiespeichers vermieden werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Einrichtung nach der Erfindung weitestgehend in ein bewähnes hydropneumatisches Rohrvorholersystem integrierbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung — im wesentlichen schematisch — dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. Es zeigt, jeweils in einem längsaxialen Schnitt

F i g. 1 das erste Ausführungsbeispiel in Ausgangsposition vor dem Abfeuern eines Schusses und

Fig.2 und 3 das zweite AusführungsbeispieJ in unterschiedlichen Phasen des Rohrvorholvorganges.

In Fig. 1 weist ein Zylinder 10 eine mit Hydrauliköl gefüllte Kammer 12 auf. die am einen Ende durch einen Kolben 14 und am anderen Ende durch ein Tellerventil 16 mit Drosselöffnungen 18 verschlossen ist Das Tellerventil 16 liegt unter dem Rückstelldruck einer Feder 19 an einem nicht näher bezeichneten Ventilsitz an. Der Kolben 14 ist über eine Kolbenstange 20 mit einem Rohr 21 gekoppelt. Der Raum 22 hinter dem Tellerventil 16 kommuniziert mit einer Kammer 24 vor einem fliegenden Kolben 26 in einem hydropneumatischen Zylinder 28, dessen Speicherraum 30 gasgefüllt ist. Insoweit ist die Vorrichtung bekannt.

Mit Abstand von dem Zylinder 10 ist ein zweiter Zylinder 42 mit einem axial verschiebbaren Stufenkolben 40 angeordnet, der den Innenraum des Zylinders 42 in einen Raum 36 vor einer Kolbenfläche 44 und einen Raum 38 vor einer Kolbenfläche 48 unterteilt. Über die Kolbenfläche 48 steht eine Kolbenstange 46 vor, die eine nicht näher bezeichnete rechte Stirnwand des Zylinders 42 durchgreift. Die Kolbenfläche 48 ist um die Querschnittsfläche der Kolbenstange 46 kleiner als die Kolbenfläche 44 (Stufenkolben). Eine Leitung 32 verbindet den Raum 36 mit dem Raum 12. In der Leitung 32 ist ein in Richtung auf den Raum 12 durchlässiges Rückschlagventil 50 angeordnet. Eine Leitung 34 verbindet den Raum 38 über die Kammer 22 mit der Kammer 24. Zwischen den Leitungen 32 und 34 ist ein betätigbares Kurzschlußventil 52 vorgesehen. Es ist in seiner Unterbrecherstellung dargestellt und verbindet in seiner Kurzschlußstellung die Räume 36 und 38 mit der Kammer 22 (24). Die Kolbenstange 46 soll mit einer nicht dargestellten waffennahen Komponenten, beispielsweise einer Ansetzvorrichtung, antnebsweise verbunden sein.

Unter der Rückstoßenergie beim Abfeuern eines Schusses läuft das Rohr 21 zurück und nimmt dabei den Kolben 14 mit (nach rechts). Dabei wird d?.s den Raum 12 vor dem Kolben 14 einnehmende Hydrauliköl verdrängt; im Raum 12 entsteht gegenüber den Kammern 22 und 24 ein Überdruck. Das Tellerventil 16 öffnet gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder 19 und das Hydrauliköl gelangt ungehindert durch die Kammer 22 in die Kammer 24. Es verschiebt unter weiterer Bewegung des Kolbens 14 nach rechts den fliegenden Kolben 26 im Speicherraum 30 nach links. Hierbei wird das im Speicherraum 30 eingeschlossene Gas komprimiert und hierdurch der überwiegende Teil der Rückstoßenergie gespeichert Mit der Beendigung des Rohrrücklaufs und dem Stillstand des Kolbens 14 in einer in F i g. 1 durch gestrichelte Linien angedeuteten rechten Endstellung herrscht beiderseits des Tellerventils 16 Druckgleichgewicht Die Ventilfeder 19 drückt das Tellerventil 16 wieder auf seinen Ventilsitz. Der Kolben 40 befindet sich in seiner rechten Endstellung, wobei der Raum 36 des Zylinders 42 mit Hydrauliköl gefüllt ist.

ίο Sobald sich jedoch der Kolben 14 unter der Wirkung des Gasdrucks im Speicherraum 30 zum Vorlauf des Rohres 21 (also in Gegenrichtung) in Bewegung setzt, entsteht infolge der Drosselung in den Drosselöffnungen 18 ein Druckunterschied zwischen beiden Seiten des Tellerventil 16. Zu Beginn des Vorlaufs, also in einer anfänglichen Phase zum Beschleunigen der beteiligten Massen in Gegenrichtung, ist die Geschwindigkeit klein. Dies trifft auch zu für den Druckunterschied auf beiden Seiten des Tellerventils 16, der ausschließlich geschwindigkeitsabhängig ist Durch die anfängliche Beschleunigung der beteiligten Massen nimmt mit der größer werdenden Vorlaufgeschwindigkeit letzterer — aus ihr resultiert eine größere Strömungsgeschwindigkeit des Hydrauliköls durch die Drosselöffnungen 18 — auch der Druckunterschied zu. Sobald das Verhältnis des Drucks in der Kammer 24 zum Druck in der Kammer 12 größer wird als das Verhältnis der Kolbenfläche 44 zur Kolbenfläche 48 kann Hydrauliköl aus der Kammer 24 durch die Leitung 34 in den Raum 38 des Zylinders 42 strömen. Hierdurch wird der Kolben aus seiner in F i g. 1 vollstrichig dargestellten rechten Endstellung nach links bewegt und verdrängt hierbei das im Raum 36 des Zylinders 42 vor der Kolbenfläche 44 anwesende Hydrauliköl. Das verdrängte Hydrauliköl gelangt durch die Leitung 32 in den Raum 12. Der Kolben 14 saugt also unter Umgehung der Drosselöffnungen 18 zusätzliches Hydrauliköl, nämlich das aus dem Raum 36 und der Leitung 32, an. Hierdurch nimmt die Geschwindigkeit des vorlaufenden Rohres 21 und des Kolbens 14

■»ο nochmals kurzfristig geringfügig zu. Gegen Ende des Vorlaufs wird das Rohr 21 durch Mittel in einer üblicherweise vorhandenen und hier weder dargestellten noch zu erörternden Rohrbremse zum Stillstand in seiner vorderen Endstellung (Ende des Rohrvorlaufs) abgebremst. Soll nun in dieser letzten, bereits durch Abbremsung gekennzeichneten Phase des Rohrvorlaufs — während dieser besteht noch infolge eines Restdrucks im Speicher 30 ein geringfügiger Druckunterschied auf beiden Seiten des Tellerventils 16 — die erwähnte waffennahe Komponente, beispielsweise die bereits erwähnte Ansetzvorrichtung, betätigt werden, werden die beiden Räume 36 und 38 des Zylinders 42 durch das betätigbare Kurzschlußventil 52 kurzgeschlossen. Infolge des vorerwähnten Druckunterschieds strömt solange Hydrauliköl durch die Leitung 34 aus der Kammer 24 in den Raum 36, bis Druckgleichgewicht in beiden Räumen 36 und 38 mit der Kammer 24 herrscht. Dabei wird die Bewegung des Kolbens 40 aus der gestrichelt angedeuteten linken in die in Fig. 1 vollstrichig dargestellte rechte Entstellung im vorerwähnten Sinne zum Betätigen der waffennahen Komponente genutzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3, soweit die einzelnen Elemente einander entsprechen, werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1, ist der Zylinder 10 mit der hydraulikölgefüllten Kammer 12 und dem Kolben 14 erkennbar, dessen Kolbenstange 20 mit dem Rohr 21 gekoDDelt ist. Fi e. 2

zeigt die Stellung des Kolbens 14 kurz nach Beginn des Vorholvorgangs, F i g. 3 diejenige kurz vor dessen Ende. Während des Rohrrücklaufs war der Kolben 14 von dem Rohr 21 nach rechts mitgenommen worden und hatte dabei das Hydrauliköl über das Tellerventil 16', das hier in den Speicherzylinder 28 verlegt ist, nach links in die Kammer 24' gefördert. Hierbei wurde der fliegende Kolben 26 gegen das im Speicher 30 eingeschlossene Gas nach links bewegt.

Der Vorholvorgang läuft ähnlich ab wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Zunächst schließt das Tellerventil 16' unter der Wirkung der Feder 19. Für das Nachströmen des Öls verbleiben die jeweils konstanten Querschnitt aufweisenden Drosselöffnungen 18 sowie ein Blendenspalt 60 zwischen einem feststehenden Dorn 62 und einer Steuerhülse 64. Die Steuerhülse 64 kann entgegen der Wirkung einer Feder 66 nach rechts im Sinne einer Verengung des Blendenspalts 60 verschoben werden. Hierdurch sollen sich die unterschiedlichen Drosselungsverhältnisse, die je nach Ladung und Rohrerhöhung vorliegen müssen, selbsttätig einstellen lassen. Zu diesem Zweck wird die Feder 66 so vorgespannt, daß erst ab einer bestimmten Druckdifferenz über dem Tellerventil 16' diese ausreicht, die Hülse 64 zu verschieben, und diese Druckdifferenz wiederum wird erst bei Überschreiten einer gewissen Geschwindigkeit des Rohrvorlaufs erreicht. Bei einer Verengung des Blendenspalts 60 erfolgt stärkere Drosselung und damit stärkere Bremsung.

Beim weiteren Vorlauf stößt der fliegende Kolben 26 auf die ihm zugekehrte Stirnseite der Hülse 64 und verschiebt diese unter vollständigem oder nahezu vollständigem Verschließen des Blendenspalts 60 nach rechts. Das Rohr 21 und mit ihm der Kolben 14 bewegen sich aufgrund der Massenträgheit weiter; da aber durch die Drosselöffnungen 18 nicht mehr genug öl nachströmen kann, wird dieses der Kammer 36 des Arbeitszylinders 42 entnommen, der hier integrierter Bestandteil des Brems- und Vorholsystems ist. Der Zylinderraum 38 ist in einen Raum 38' und einen Raum 70 unterteilt, über eine Zuleitung 34' mit einem Rückschlagventil 68 wird der Raum 38' gefüllt; die Leitung 32 ist zu Bohrungen 32' des Arbeitszylinders 42 reduziert. Der als Saugraum bezeichnete Raum 70 wird über ein Rückschlagventil 72 in einer Leitung 74 während der nun einsetzenden Bewegung des Kolbens 40 nach links entleert. Schließlich ergibt sich die in F i g. 3 gezeigte Stellung.

Kurz vor Beendigung des Rohrvorlaufs stößt ein in Wirkverbindung mit dem Rohr 21 stehender Steuerkopf

ίο 80 gegen einen Betätigungsstößel 82 des Ventils 52', das hier an der Stirnseite des Arbeitszylinders 42 vorgesehen ist, so daß der Zylinderraum 38' über eine Leitung 84 mit einem Betätigungszylinder 86 und einem Betätigungskolben 88, beispielsweise eines Ansetzantriebs, verbunden wird (Ventil 52' in Stellung II). Hierdurch kann sich der Kolben 40 wieder nach rechts bewegen, und der Betätigungskolben 88 wird gegen die Wirkung einer Feder 90 verschoben. Sobald der Kolben 40 auf einen anderen Betätigungsstößel 92 des Ventils 52' aufläuft, wird der Raum 87 des Betätigungszylinders 86 über eine Leitung 94 mit dem Saugraum 70 verbunden; durch den in ihm entstandenen Unterdruck wird die Rückbewegung des Betätigungskolbens 88 unterstützt, der außerdem noch unter der Wirkung der Feder 90 steht (Ventil 52' in Stellung I).

Eine Dichtung 96 sorgt dafür, daß der Hydraulikkreislauf rechts von dieser Dichtung (Saugraum 70, Leitungen 84, 94 und Betätigungszylinder 86) in der Ruhestellung des Betätigungskolbens 88 drucklos ist.

Dieser Kreislauf kann mithin an ein Reservoir 98 zum Ausgleich von Leckverlusten angeschlossen werden, über das auch eine Entlüftung erfolgen kann. Ein solches Reservoir ist strichpunktiert in F i g. 2 angedeutet. Ebenfalls gestrichelt ist eine manuell betätigbare Unterbrechung 100 für die Leitung 34 angedeutet, die dazu dienen kann, den Arbeitszylinder 42 abzuschalten. Die in F i g. 2 und 3 dargestellte Zwangsteuerung für das Ventil 52' kann — wie in F i g. 1 — durch eine manuelle Steuerung ersetzt werden. Das Ventil 52' könnte auch durch andere Elemente der Waffe gesteuert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entnehmen eines Teils der Ruckstoßenergie für eine Waffenfunktion eines Geschützes mit einem mit der Rohrbewegung gekoppelten, in einem ersten Zylinder geführten ersten Kolben, einem mit der vom ersten Kolben verdrängten Hydraulikflüssigkeit beaufschlagten Druckspeicher und mit einem über Leitungen mit dem Druckspeicher verbindbaren zweiten Zylinder mit einem für die Waffenfunktion in diesem geführten zweiten Kolben, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: