DE2651167C3

DE2651167C3 - Anordnung zum Abbremsen von in einem Rohr mit großer Beschleunigung getriebenen Freikolben

Info

Publication number: DE2651167C3
Application number: DE2651167A
Authority: DE
Inventors: Paul Von Dipl.-Ing. 8012 Ottobrunn Malottki
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-11-10
Filing date: 1976-11-10
Publication date: 1981-10-22
Also published as: FR2370947B1; GB1576366A; DE2651167A1; US4148244A; DE2651167B2; FR2370947A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abbremsen von in einem Rohr mit großer Beschleunigung getriebenen Freikolben vermittels plastischer Materialverformung, insbesondere bei rückstoßfreien Waffen, mit einer im Bereich desjenigen Rohrendes, auf das sich der beschleunigte Freikolben zubewegt, am Rohrmantel fixierten verformungsfähigen Bremshülse, welche am kolbenseitigen Hülsenende eine nach außen abgeschrägte Schneide aufweist und sich beim Kolbenauflauf ausgehend von dieser Schneide radial nach innen verformt.

Bei den u.a. aus der DE-OS 21 15 770 bekannten Anordnungen eingangs genannter Gattung ist es durchweg üblich, dem das Rohrkaliber ausfüllenden Freikolben jeweils eine Bremshülse zuzuordnen, welche in das eigentliche Rohrkaliber hineinragt Als problematisch erweist es sich, die mittels solch eines Freikolbens jeweils auszustoßende Last beim Ausstoßvorgang durch eine derart unterkalibrierte Bremshülse ohne Störungen hindurchzufädeln, vor allem dann, wenn die Ausstoßiast — wie im Fall der bei rückstoßfreien Rohrwaffen zum Rückstoßausgleich häufig verwendeten Inertmassen — eine mehrteilige ist. Diesem Problem wird bislang durch eine entsprechende Unterkalibrierung der Ausstoßlast und eine seitliche Abstützung derselben am Rohrinnenmantel mittels Leisten oder dergleichen Stützelementen begegnet, was allerdings größere Rohrlängen erforder-Hch macht Außerdem ist auch die Möglichkeit einer Funktionsbeeinträchtigung der Bremshülse durch die seitlichen Stützelemente der Ausstoßlast gegeben.

Der vorliegenden E-.-findung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Anordnungen eingangs genannter Gattung ohne Inkaufnahme irgendwelcher Funktionsbeeinträchtigungen das aufgezeigte Durchfädelproblem in unaufwendiger und zugleich raumsparender Art und Weise zu umgehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß am Freikolbenumfang eine mit Vorspannung am Rohri.inenmantel anliegende Spreizvorrichtung angeordnet ist, das Rohr im Bremshülsenbereich einen überkalibrierten zylindrischen Abschnitt mit vom Rohrkaliber ausgehend erweiterter Obergangszone aufwe^:st, das Bremshülsenkaliber zumindest so groß ist wie das Rohrkaliber, im überkalibrierten Rohrabschnitt zwischen der erweiterten Übergangszone desselben und der Bremshülse mit Abstand zu deren nach außen abgeschrägter Schneide ein vorzugsweise aus hartem Material wie Stahl gefertigter Verformungsring mit mindestens dem Rohrkaliber entsprechender lichter Weite axial verschiebbar angeordnet ist und besagter Verformungsring auf seiner der Spreizvorrichtung des abzubremsenden Freikolbens abgewandten Stirnseite eine im Unterschied zur Bremshülsenschneide nach innen abgeschrägte Gegenschneide besitzt.

Die erfindungsgemäß ergriffenen Maßnahmen sind mit geringem Material- und Zeitaufwand zu realisieren, und zwar ohne daß es hierzu größerer Rohraußendurchmesser bedarf als im Fall der bekannten Kolbenfangvorrichtungen mit unterkalibrierter Bremshülse. Wo sie zur Anwendung gelangen, kann jede beliebige auszustoßende Last unter Verzicht auf seitliche Abstützelemente ebenso wie der ihr zum Ausstoßzweck zugeordnete Freikolben das gesamte eigentliche Rohrkaliber einnehmen, was kürzere Rohrbaulängen zuläßt. Mit den seitlichen Abstützelementen kommen auch die auf diese zurückzuführenden Beeinträchtigungen der Bremshülsenfunktion in Wegfall. Ermöglicht wird dieser Verzicht auf seitliche Abstützelemente bei den Ausstoßlasten durch die jedwedes Durchfädelproblem beseitigende spezielle Bremshülsenanordnung und -dimensionierung in Verbindung mit der getroffenen Zuordnung von Verformungsring, Freikolben und Spreizvorrichtung.

Letztere ist es, die bei der Kolbenbewegung entlang der beispielsweise konischen Übergangszone vom eigentlichen Rohrkaliber /um überkalibrierten Rohrabschnitt im Bremshülsenbereich eine radial nach außen gerichtete Spreizbewegung ausführt. Derart ausgespreizt kommt sie mit dem Verformungsring in Eingriff und nimmt diesen bei zur Bremshülse gerichteter Bewegung des betrachteten Freikolbens mit. Die Gegenschneide des Verformungsringes, mit dem eine Entlastung der

Spreizvorrichtung erzielt wird, bietet im Zusammenspiel mit der Schneide der Bremshülse Gewähr dafür, daß die beim Ringaufprall auf die Bremshülse erfolgende Hülsenverformung in radialer Richtung vonstatten geht Dadurch wird die kinerisc'-.e Energie der Bewegungseinheit Freikolben-Spreizvorrichtung-Verformungsring aufgezehrt und letztere folglich zum Stillstand gebracht

Aus Gründen der Einfachheit empfiehlt sich als Spreizvorrichtung ein Kolbenring, der mit radial nach außen gerichteter Vorspannung in einer Ringnut am Freikolbenumfang angeordnet ist In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist diese Ringnut zur Aufnahme des radial vorgespannten Kolbenringes auf der Seite der inneren Mantelfläche des letzteren ein oder mehrere, >--ur in Beschleunigungsrichtung des betreffenden Freikolbens gesehen hinteren Kolbenstirnseite führende öffnungen auf. Sie dienen der Druckgaszufuhr mit dem Ziel, auf den Kolbenring in Richtung seiner Vorspannung wirkende Druckkräfte auszuüben, welche die Vorspannkraft beim Ausspreizen des Kolbenringes unterstützen oder gar ausreichen, um dieses Ausspreizen allein beiverksteliigen zu können. Im letztgenannten Fall bedarf es nur noch einer vergleichsweise niedrigen radialen Vorspannung des Kolbenringes, mit der lediglich sicherzustellen ist, daß letzterer bis zum vorgenannten Ausspreizen durch die Gaskräfte an der Rohrinnenwand anliegt.

Ein auf der Seite der Bremshülse längsgeschlitzter federnder Ring, der an einem im Außendurchmesser reduzierten Abschnitt des Freikolbens angebracht ist, stellt ebenfalls eine geeignete, unaufwendige Spreizvorrichtung dar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. la ein Rohrzylinderende mit Bremshülse und Freikolben vor Beginn der Kolbenabbremsung,

Fig. Ib den Freikolben gemäß der Fig. la im Anfangsstadium des Abbremsvorganges,

F i g. 1 c den Freikolben gemäß F i g. 1 a nach Abschluß des Abbremsvorganges und

F i g. 2 ein weiteres Rohrzylinderende mit Bremshülse und Freikolben unmittelbar vor Beginn der Kolbenabbremsung.

In Fig. la, Ib und Ic sind Rohrzylinder, Bremshülse und Freikolben in der genannten Reihenfolge mit 1, 2 und 3 bezeichnet. Der Rohrzylinder 1 weist einen überkalibriertep zylindrischen Endabschnitt 6 mit vom eigentlichen Rohrkaliber 4 ausgehend, beispielsweise konisch erweiterter Übergangszone 5 auf. Die verformungsfähige Bremshülse 2 ist in vorerwähntem überkalibrierten Rohrabschnitt 6 angeordnet und an dessen Innenwand, beispielsweise durch Schweißen oder Schrauben, bei 7 fixiert. Sie weist an der dem Freikolben 3 zugewandten Hülsenstirnseite eine nach außen abgeschrägte Schneide 8 auf. Zwischen ihrem Kaliber 9 und dem eigentlichen Rohrkaliber 4 besteht dabei beispielsweise Übereinstimmung. Dies trifft auch für das mit 10 (F i g. 1 a) bezeichnete Kaliber eines Verformungsringes 11 aus Stahl oder dergl. hartem Material zu. Besagter Verformungsring 11 ist im überkalibrierten Rohrabschnitt 6 zwischen dessen konisch erweiterter Übergangszone 5 und der Brems hülse 2 axial verschiebbar angeordnet Auf der Seite der nach außen abgeschrägten Bremshülsenschneide 8 ist er mit einer nach innen abgeschrägten Gegenschneide 12 versehen.

Der Freikolben 3 füllt, wie aus F i g. 1 a ersichtlich, das eigentliche Rohrkaliber gänzlich aus. Durch Druckgasbeaufschlagung seiner Stirnfläche 13 ist er in Richtung auf die Bremshülse 2 beschleunigbar. Auf seiner letzterer zugewandten Stirnseite weist er eine Vertiefung 14 auf, die — wie Fig. Ic deutlich macht — im Zusammenspiel mit der Gegenschneide 12 des Verformungsringes 11 dafür sorgt, daß die energieverzehrende Verformung der Bremshülse 2 radial nach innen gerichtet ist. Am Umfang des in Rede stehenden Freikolbens 3 befindet sich eine Ringnut 15, von der im Bereich des Nu'grundes Öffnungen 16 zur Kolbenstirnfläche 13 führen. In der Ringnut 15 ist eine Spreizvorrichtung in Form eines Kolbenringes 17 mit radial nach außen wirkender Vorspannung angeordnet. Bei der Kolbenstellung — wie sie F i g. la wiedergibt — wird besagter Kolbenring 17 von der örtlichen Rohrinnenv/and auf Rohrkaliber 4 zurückgehalten. Diese Ausgangsstellung behält er bis zum Erreichen der Übergangszone 5 bei. Während er sich mit dem Freikolben 3 an dieser Übergangszone vorbeibewegt, geht er allmählich unter der Wirkung bzw. Mitwirkung des in der Ringnut 15 herrschenden Gasdruckes in die aus Fig. Ib ersichtliche Spreizstellung über. Derart ausgespreizt kommt der Kolbenring 17 — wie in Fig. Ib dargestellt — mit dem Verformungsring 11 in Eingriff, was eine Mitnahme des letzteren zur Folge hat. In den von der Schneide 8 der Bremshülse und der Innenwand des überkalibrierten Rohrabschnitts 6 begrenzten keilförmigen Ringraum dringt der auf vorbeschriebene Art und Weise mitgenommene Verformungsring 11 bei seiner Fortbewegung mit der Gegenschneide 12 ein. Es schließt sich eine aus Fig. Ic ersichtliche energieverzehrende plastische Verformung der Bremshülse 2 an, die einem Kolbenstillstand herbeiführt.

Das in F i g. 2 zur Darstellung gelangte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß den Fig. la, Ib und Ic lediglich durch eine andersartige Spreizvorrichtung. Als Spreizvorrichtung dient diesmal ein auf der Seite der Bremshülse 2 Längsschlitzt 19 aufweisender federnder Ring 18, der an einem im Außendurchmesser reduzierten Abschnitt 3a des Freikolbens 3 angebracht ist. Wiedergegeben ist dieser Ring 18 nach erfolgtem Ausspreizen seiner längsgeschlitzten Hälfte 18a in der konisch erweiterten Übergangszone 5 zum überkalibrierten Endabschnitt 6 des Rohrzylinders 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Abbremsen von in einem Rohr mit großer Beschleunigung getriebenen Freikolben vermittels plastischer Materialverformung, insbesondere bei rückstoßfreien Waffen, mit einer im Bereich desjenigen Rohrendes, auf das sich der beschleunigte Freikolben zubewegt, am Rohrmantel fixierten verformungsfähigen Bremshülse, welche am kolbenseitigen Hülsenende eine nach außen abgeschrägte Schneide aufweist und sich beim Kolbenauflauf ausgehend von dieser Schneide radial nach innen verformt, dadurch gekennzeichnet, daß am Freikolbenumfang eine mit Vorspannung am Rohrinnenmantel anliegende Spreizvorrichtung (17; 18, iSa) angeordnet ist, das Rohr (1) im Bremshülsenbereich einen überkalibrierten zylindrischen Abschnitt (6) mit vom Rohrkaliber (4) ausgehend erweiterter Übergangszone (5) aufweist, das Bremshülsenkaliber (9) zumindest so groß ist wie das Rohrkaliber (4), im überkalibrierten Rohrabschnitt (6) zwischen der erweiterten Obergangszone (5) desselben und der Bremshülse (2) mit Abstand zu deren nach außen abgeschrägter Schneide (8) ein vorzugsweise aus hartem Material wie Stahl gefertigter Verformungsring (11) mit mindestens dem Rohrkaliber (4) entsprechender lichter Weite (10) axial verschiebbar angeordnet ist und besagter Verformungsring (11) auf seiner der Spreizvorrichtung (17; 18, lSa^des abzubremsenden Freikolbens abgewandten Stirnseite eine im Unterschied zur Bremshülsenschneide (8) nach innen abgeschrägte Gegenschneide (12) besitzt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spreizvorrichtung ein Kolbenring (17) dient, der mit radial nach außen gerichteter Vorspannung in einer Ringnut (15) am Freikolbenumfang angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (15) zur Aufnahme des radial vorgespannten Kolbenringes (17} auf der Seite der inneren Mantelfläche des letzteren ein oder mehrere, zur in Beschleunigungsrichtung des betreffenden Freikolbens (3) gesehen hinteren Kolbenstirnseite führende Öffnungen (16) aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spreizvorrichtung ein auf der Seite der Bremshülse (2) längsgeschlitzter (19) federnder Ring (18, 18a) dient, der an einem im Außendurchmesser reduzierten Abschnitt (3a) des Freikolbens (3) angebracht ist.