DE2658770C2

DE2658770C2 - Vorrichtung an einer automatischen Rohrwaffe zum Steuern deren Schußfolge (Kadenz)

Info

Publication number: DE2658770C2
Application number: DE2658770A
Authority: DE
Inventors: Richard Ing.(grad.) 4030 Ratingen Koine
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1976-12-24
Publication date: 1983-12-08
Also published as: CH630723A5; SE7714387L; FR2375570B3; DE2658770A1; FR2375570A1; GB1600268A; JPS5380799A; US4391180A

Description

a) das Regelungssystem ist in eine Rücklauf-Vorholvorrichtung (5) integriert, welche die in einem Waffengehäuse angeordnete Waffe (1) mit einer in einer Lafette (6) festgelegten Wiege >5 koppelt und zwei durch einen Kolben (21) getrennte Zylinderräume (19.1, 19.2) iufweist und

b) die einstellbaren Mittel zur zeitlichen Steuerung des Vorlaufverhaltens der Maschinenkanone werden durch eine der Rücklauf-Vorholvorrichtung (5) zugeordnete hydraulisch-mechanische Steuerungsvorrichtung (13) gebildet.

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

a) die Steuerungsvorrichtung (13) ist in einer ersten Verbindungsleitung (38) zwischen den beiden Zylinderräumen (19.1, 19.2) angeordnet ^o und weist einen federbelasteten Schaltkolben (28) auf, der die Verbindung zwischen den beiden Zylinderräumen (19.1,19.2) sperrt,

b) die erste Verbindungsleitung (38) ist nur in Richtung ^durchlässig,

c) eine zweite Verbindungsleitung (39, 40) zwischen den beiden Zylinderräumen (19.1,19.2) ist nur in Richtung (V) durchlässig und

d) ein einstellbarer Anschlag (34) ist in der Bewegungsbahn des SchaltkoHxns (28) an- ■»" geordnet, der dessen durch die Rückstellkraft der Feder (35) bewirkte Bewegung begrenzt.

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

Aus der DE-AS 21 21 845 ist eine Vorrichtung der vorgenannten Gattung bei einer Waffe mit Geradzug-Verschluß bekannt, dessen Bewegungsbahn sich innerhalb eines Waffengehäuses erstreckt und rückseitig durch einen Puffer begrenzt wird. Ein Puffergehäuse ist stirnseitig in einer Bohrung des Waffengehäuses angeordnet und umschließt eine gewendelte Pufferfeder zum Zusammenwirken mit einem dem Verschluß zugewandten Pufferkopf. Letzterer weist eine Bohrung auf für einen über die Rückseite des Verschlusses nach hinten vorstehenden Verriegelungsbolzen. Die Bohrung korrespondiert mit einer Ausnehmung im nachgeordne- ^b0 ten Zylinderkopf eines koaxial im Puffergehäuse und gegenüber diesem gegen die Kraft einer Vorholfeder axialbeweglichen Hydraulikzylinders. Im Zylinderkopf sind quer zur Bewegungsbahn über Flächen im Pufferkopf und Flächen am Verriegelungsbolzen ein- und aussteuerbare Verriegelungselemente angeordnet. Im Hydraulikzylinder ist ein feststehender Kolben derart vorgesehen, daß eine hohle Kolbenstange eine jeweilige rückseitige Stirnwand des Hydraulikzylinders und des Puffergehäuses durchgreift und in der letzteren festgelegt ist Der Kolben unterteilt den Innenraum des Hydraulikzylinders in eine vordere und eine hintere Kammer. Beide Kammern stehen über den Innenraum der Kolbenstange und deren Wandung im Bereich einer Konusfläche querende Drosselbohrangen durchgängig miteinander in Verbindung. Bohrungen im Kolben sind auf der Seite der hinteren Kammer mit einer gegen die Kraft einer Druckfeder axialbeweglichen Dichtung zum Durchlaß aus der vorderen in die hintere Kammer versehen. In den Bereich der Drosselbohrungen erstreckt sich in einer zentralen Bohrung aus dem dem Kolben abgewandten Ende der Kolbenstange eine mittels Gewindes axialeinstellbare Düsennadel, deren konische Spitze der Konusfläche derart angepaßt ist daß sich die Durchtrittsquerschnitte der Drosselbohrungen in Abhängigkeit von der axialen Position der Düsennadel kontinuierlich verändern lassen.

Der zurücklaufende Verschluß trifft mit seiner rückseitigen Stirnfläche auf die ihm zugewandte vordere Stirnfläche des Pufferkopfes, wobei die Verriegelungselemente den Verriegelungsbolzen verriegein und sowohl der Pufferkopf gegen die Pufferfeder und die Hydraulikzylinderanordnung gegen die Vorholfeder axial nach hinten verschoben werden. Aus der Relativbewegung des Hydraulikzylinders gegenüber dem Kolben kann Druckflüssigkeit durch die Bohrungen im Kolben aus der vorderen in die hintere Kammer strömen. Die hierfür aufzuwendende Zeit ist dem völligen Aufzehren der Bewegungsenergie der Verschlußmasse proportional. Die in der Puffer- und in der Vorholfeder gespeicherte Energie wird nunmehr wieder frei, was jedoch nicht plötzlich erfolgt, sondern in Abhängigkeit von den eingestellten Durchtrittsquerschnitten der Drosselbohrungen, durch welche allein die Druckflüssigkeit wieder aus der hinteren in die vordere Kammer zurückströmen kann. Beim Vorlaufen des mit dem Verschluß starr verriegelten Puffersystems geben die Verriegelungselemente den Verriegelungsbolzen und damit den Verschluß zum Vorlauf unter der Wirkung von Schließfedern wieder frei.

Nachteilig bei der vorbeschriebenen Vorrichtung ist, daß der Verschluß jedesmal beim Rücklauf mit voller Energie in den Puffer schlagen muß. Hieraus resultiert ein Verhalten der Waffe, welches zu einem ungenügenden Treffbild führt. Da außerdem keine Mittel angegeben sind, einen jedesmaligen Vorlauf der Waffe in die vordere Endstellung zu vermeiden, ergibt sich auch hieraus ein das Treffbild beeinträchtigendes Verhalten der Waffe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, daß bei einer mit ihr ausgerüsteten Maschinenkanone deren ein gutes Treffbild begünstigendes Verhalten innerhalb eines weiten vorgebbaren Kadenzbereichs gewährleistet wird.

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

Die Erfindung wird nachstehend anhand dreier Anwendungsbeispiele näher erläutert, wobei auf die Vorteile, die sich aus den in den Kennzeichen der weiteren Ansprüche enthaltenen technischen Lehren ergeben, an einer jeweiligen Stelle verwiesen wird.

Es zeigt, jeweils in schematischer Darstellung unter Verzicht auf erfindungsunwesentliche Einzelheiten

F i g. 1 ein Blockschaubild zum Erläutern der Erfindung am Beispiel eines Gasdruckladers,

F i g. 2 ein Blockschaltbild zum Erläutern der Erfindung an einer Maschinenkanone mit Fremdantrieb,

Pig.3 ein Blockschaubild zum Erläutern der Erfindung an einer Maschinenkanone mit hybridem Antrieb, jeweils schwimmend gelagert, und

Fig.4 einen Teil einer in die erfindeiisehe Anordnung bei schwimmender Lagerung zu integrierenden Rücklauf-Vorholeinrichtung im Längsschnitt in Draufsicht

In Fig. 1 weist eine als Gasdrucklader symbolisch ^lü dargestellte Maschinenkanone i, eine Munitionszuführung 2, einen Verschluß 3 und eine Zündeinrichtung 4 auf und ist über eine Rücklauf-Vorholeinrichtung 5 federelastisch mit einer Lafette 6 gekoppelt. Eine Energiequelle 7, im vorliegenden Beispiel ein Rohrbereich mit einer Treibgasanzapfung, ist über eine Energieübertragung 8 zum Versorgen mit aus der Expansion der Treibgase bei der Schußentwicklung freiwerdender Energie zwecks Betätigung mit den vorgenannten Komponenten 2, 3 und 4 verbunden. Die Rücklauf- Verholeinrichtung 5 umschließt Mittel 9 zum Aufnehmen und Mittel 10 zum Speichern beim Rücklauf infolge des Rückstoßes eingeleiteter Energie £2 und Steuerungsmittel 11 zu deren Freigabe für den Vorlauf. Die Steuerungsmittel 11 umschließen ein durch Stellmittel 12 veränderbares Zeitglied 13. Die Zündeinrichtung 4 umschließt einen nicht näher gekennzeichneten Energieausgang mit einem betätigbaren Unterbrecher 17 und einem diesem in Energieflußrichtung nachgeordneten betätigbaren Unterbrecher 18. Ein nicht näher dargestellter Geber für ein Signal A\ in Abhängigkeit von einer diskreten Stellung des Verschlusses 3, vorzugsweise Verriegelung, ist über eine Leitung S\ mit dem Unterbrecher 17 verbunden. Eine strichpunktierte Linie umrahmt den im gegebenen Zusammenhang wesentlichen Teil der Maschinenkanone 1 und die ihr zugeordneten waffennahen Komponenten, welche gemeinschaftlich eine Primärkette P bilden. Die Rücklauf-Vorholeinrichtung 5 bildet eine Sekundärkette 5, was durch Einrahmen mit einer ebenfalls strichpunktierten Linie verdeutlicht ist. Ein in F i g. 1 ebenfalls nicht dargestellter Geber zum Bilden eines Signals A2 ist über eine Leitung 52 mit dem Unterbrecher 18 verbunden.

Zum Erläutern der Wirkungsweise werde der Betrieb des Gerätes mit der erfinderischen Anordnung bei einem Feuerstoß (auch Dauerfeuer) betrachtet. Bei der Schußentwicklung im Rahmen eines Schußzyklus n\ wird ein Teil der expandierenden Treibgase in Form eines mit £1 bezeichneten Energieimpulses, der gleich- >° zeitig einen Steuerbefehl OS bildet, in die Energieübertragung 8 eingeleitet und die ihm innewohnende Energie auf die betreffenden Komponenten 2, 3 und 4, deren Funktionsabläufe nicht näher erläutert zu werden brauchen, verteilt. Mit dem Steuerbefehl OS wird ein unmittelbar nachfolgender Schußzyklus /?2 eingeleitet. Sobald der Verschluß 3 eine vorgegebene Stellung erreicht hat, wird durch das Signal /4i der Unterbrecher 17 geschlossen. Bei der unter Einwirkung der Rückstoßenergie aus dem Schußzyklus /72 erfolgenden rückläufi- ^b0 gen Bewegung der Maschinenkanone 1 wird ein Energiebetrag £2 in die Rücklauf-Vorholeinrichtung 5 eingebracht und gespeichert. Unter Vermittlung einer Leitung 53 wird die gespeicherte Rückstoßenergie, auf vorgebbare Weise gesteuert, als Energiebetrag £2 V für den Vorlauf freigegeben. Über das beim Vorlauf gebildete Signal Ai wird der Unterbrecher 18 geschlossen. Hierdurch wird ein Steuerbefehl OF vervollständigt, und die dem SchußzykJus ni zuzuordnende Schußentwicklung ISF ausgelöst. Bei entsprechender Feuerwahl und vorhandener Munition wiederholt sich der geschilderte Vorgang, solange ein nicht dargestellter Ab^Ug betätigt wird. Die Kadenz des jeweiligen Feuerstoßes oder Dauerfeuers entspricht dabei der Frequenz, mit welcher die Maschinenkanone 1 gegenüber der Lafette 6 schwingt Durch vorgebbares Verändern des Zeitgliedes 13 läßt sich über die Freigabe der Energie £2 V das Vorlaufverhalten der Maschinenkanone 1 und damit die Kadenz entsprechend vorgeben.

Aus der vorteilhaften Verschaltung der Primärkette P mit der Sekundärkette 5 zu einem geschlossenen Steuersystem durch eine Rückkopplung über die Leitung S2 ist vorteilhafterweise eine zuverlässige Kadenzsteuerung mit einfachen Mitteln verwirklicht

Gemäß Fig. 2 wird eine Fremdenergiequelle 7Fvon einem Bordnetz oder dergleichen gebildet Aus ihr wird ein Motor 15 am Eingang der Energieübertragung 8 gespeist In Energieflußrichtung hinter dem Motor 15 sind betätigbare KraftschluBmittel 16 angeordnet Ein aus der Schußentwicklung abgeleiteter Steuerbefehl OS zum Einleiten eines Energiebetrages £1 in die Energieübertragung 8 kann dabei einen Unterbrecher 14 am Eingang des Motors 15 betätigen. Nach einem weiteren Ausführungübeispiel der Erfindung kann der Steuerbefehl OSdie dem Motor 15 nachgeordneten Kraftschlußmittel 16 im schlußvermittelnden Sinne betätigen. Die Wahl des entsprechenden Ausführungsbeispiels richtet sich dabei sowoh! nach der Belastbarkeit der Energiequelle 7Fwie auch dem Anlaufverhalten des Motors 15. Die Wahl der jeweiligen Energieform (elektrisch, hydraulisch, pneumatisch) richtet sich nach Forderungen, die im gegebenen Zusammenhang nicht erläutert zu werden brauchen. Die Wirkungsweise der in F i g. 2 symbolisierten Ausführungsbeispiele der Erfindung, ergibt sich aus der entsprechenden Schilderung im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 3 sind im Zusammenhang mit der erfinderischen Anordnung zwei Energiequellen, nämlich 7Fund TA vorgesehen. Aus der Schußentwicklung wird sowohl ein die Energieeinspeisung in die Energieübertragung 8 beeinflussender Steuerbefehl OS wie auch ein Energiebetrag zum Entriegeln und Betätigen des Verschlusses 3 im öffnenden Sinne abgeleitet, so daß im Zusammenhang mit dem gegebenen Ausführungsbeispiel von einem hybriden Antrieb gesprochen werden kann. Die Wirkungsweise erhellt ohne weiteres aus der beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 gegebenen Beschreibung.

In Fig. 4 ist eine spiegelbildliche Hälfte der Rücklauf-Vorholvorrichtung 5 mit einem Hydraulikzylinder 19 dargestellt, in welchem ein an einer beidseitigen Kolbenstange 20 angeordneter Kolben geführt wird. Der Kolben 21 trennt zwei von dem Hydraulikzylinder 19 umschlossene Zylinderräume 19.1 und 19.2. Die Kolbenstange 20 ist rückendig bei C formschlüssig mit einem Waffengehäuse der Maschinenkanone 1 verbunden und weist vorderendig einen Kopf 38 mit einem Widerlager für ein vorderes Ende einer Vorholfeder 22 auf. Die Vorholfeder 22 stützt sich mit ihrem rückseitigen Ende am nicht näher bezeichneten vorderseitigen Ende des Hydraulikzylinders 19 im Bereich einer vorderen Endlagendämpfung 332 ab. Der Hydraulikzyäinder 19 weist an seinem rückseitigen Ende in der dargestellten Position eine sich in der Nachbarschaft von G abstützende Reibunesrineledcr

33i als Endlagendämpfung auf. Die Rücklauf-Vorholvorrichtung 5 ist in eine nicht dargestellte Wiege integriert, die (über nicht dargestellte übliche Schildzapfen) in der Lafette 6 festgelegt ist. Dem Hydraulikzylinder 19 ist zur Verbindung des Zylinderraumes 19.1 mit dem Zylinder- ί raum 19.2 eine erste Verbindungsleitung 38 mit Anschlüssen 27 und 30 zugeordnet. Eine zweite Verbindungsleitung 39, 40 verbindet über Anschlüsse 23, 26 und 31 ebenfalls die beiden Zylinderräume 19.1 und 19.2. Die Verbindungsleitung 39 erstreckt sich vom in Anschluß 23 bis zum Anschluß 26 und weist in der Nachbarschaft des Anschlusses 23 ein nur in Richtung V durchlässiges Rückschlagventil und, in Strömungsrichtung diesem nachgeordnet, eine Drossel 25 auf. Die Verbindungsleitung 40 erstreckt sich vom Anschluß 26 π bis zum Anschluß 31 und weist eine Drossel 32 auf. Die erste Verbindungsleitung 38 dient einem Schaltkolben 28 als Führung zu seiner Bewegung in Richtung Voder R.

Dem Schaltkolben 28 ist ein von Stellmittel 12 :< > einstellbarer Anschlag 34 zugeordnet. Über den Anschluß 30 hinaus ist die Verbindungsleitung 38 durch eine achsfluchtende Leitung 41 verlängert. Letztere dient der Aufnahme einer Feder 35 zur Rückstellung des Schaltkolbens 28 über ein Ende 28' und der Verlange- .?■"· rung der Führung für den Schaltkolben 28. Der Leitung 41 ist über Anschlüsse 42 und 43 eine Verbindungsleitung 36 mit einer Drossel 29 zugeordnet, welche auf ihrer dem Anschluß 42 zugewandten Seite einen größeren Durchtrittsquerschnitt aufweist als auf ihrer n dem Anschluß 43 zugewandten Seite. Der Hydraulikzylinder 19 sowie sämtliche genannten Leitungen sind mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt.

Unter Einwirkung des Rückstoßes bei der Schußentwicklung gibt die zurücklaufende Maschinenkanone 1 Energie an die Rücklauf-Vorholvorrichtung 5 ab. Der Kolben 21 bewegt sich in Richtung R. wobei er die vor ihm im Zylinderraum 19.1 befindliche Hydraulikflüssigkeit verdrängt. Außerdem wird hierbei die Vorholfeder 22 gespannt. Die verdrängte Hydraulikflüssigkeit strömt durch den Anschluß 23 und passiert in Richtung Vdas Rückschlagventil 24 und die Drossel 25 und gelangt durch den Anschluß 26 in den Zylinderraum 19.2. Sie nimmt auf ihrem Weg, insbesondere beim Passieren der Drossel 25, Wärme auf. Durch die Kombination Feder-Speicherarbeit und die Umwandlung von Rückstoßenergie in an die Flüssigkeit abgegebene Wärme kann die auf die Lafette 6 wirkende Stützkraft über den gesamten Rücklaufweg konstant gehalten werden. Während der Bewegung des Kolbens 21 in Richtung R ist die Verbindungsleitung 38 durch den am Anschlag 34 anliegenden Schaltkolben 28 für die Hydraulikflüssigkeit in Richtung Kundurchlässig.

Unter der Rückstellkraft der Vorholfeder 22 erfolgt die Umkehr aus dem Rücklauf in den Vorlauf in Richtung V, wobei die Stützkraft der Federkraft entspricht Der Kolben 21 verdrängt nun die in Vorlaufrichtung im Zylinderraum 19.2 vor ihm liegende Hydraulikflüssigkeit, welcher durch das Rückschlagventil 24 der Weg durch die Verbindungsleitung 39 versperrt ist. Die Hydraulikflüssigkeit kann deshalb nur über den Anschluß 27 verdrängt werden und bewegt dabei den Schaltkolben 28 von dem Anschlag 34 in Richtung R. Dabei wird die Feder 35 gespannt. Die die Feder 35 umgebende Hydraulikflüssigkeit wird vom Ende 28' des Schaltkolbens 28 in Richtung R verdrängt und gelangt über den Anschluß 42 in die Verbindungsleitung 36 und strömt in dieser unter Passieren der Drossel

29 in Richtung V und über den dem Anschluß 30 unmittelbar benachbarten Anschluß 43 in den Kolbenraum 19.1. Während dieses Vorgangs legt der Kolben 21 und damit die Maschinenkanone 1 innerhalb einer relativ großen Zeitspanne einen kurzen Weg im Vorlauf zurück; die Vorlaufgeschwindigkeit ist gering. Die Länge der Zeitspanne ist dabei von dem Weg des Schaltkolbens 28 und der Wirkung der Drossel 29 abhängig. Erst, wenn der Schaltkolben 28 den Anschluß

30 in Richtung R passiert hat, kann durch letzteren Hydraulikflüssigkeit in den Zylinderraum 19.1 strömen und sich damit die Vorlaufgeschwindigkeit des Kolbens 21 und damit der Waffe 1 unter der Rückstellkraft der Vorholfeder 22 erhöhen. Die hierbei aufgenommene kinetische Energie bei der Bewegung in Richtung V kann der Rückstoßenergie aus einem nachfolgenden Schuß entgegenwirken. Die Zündung eines jeweiligen Schusses bei Dauerfeuer erfolgt also regelmäßig im wesentlichen bei einer Position des Kolbens 21, wie sie in der F i g. 4 dargestellt ist Je weiter der Anschlag 34 in Richtung des Anschlusses 30 verstellt ist, desto kurzer ist der wirksame Weg des Schaltkolbens 28 und damit die vorerwähnte Zeitspanne: die Kadenz ist hoch. Soli die Kadenz verringert werden, wird der Weg des Schaltkolbens 28 durch Verstellen des Anschlags in Richtung V verlängert. Sobald nach dem letzten Schuß eines Dauerfeuers der Kolben 21 im Vorlauf in Richtung V die Anschlüsse 26 und 27 passiert hat, kann die im Zylinderraum 19.2 anwesende Hydraulikflüssigkeit nur noch über den Anschluß 31 und die Verbindungsleitung 40 unter Durchströmen der Drossel 32 in den Zylinderraum 19.1 gelangen. Aus der Wirkung der Drossel 32 resultiert eine hydraulische Vorlaufdämpfung, so daß die Maschinenkanone 1 beim weiteren Vorlauf nur noch wenig kinetische Energie am Ende ihres Vorlaufweges über den Kolben 21 an die Reibungsringfeder 33i abzugeben braucht.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß durch Zuordnung einer Steuervorrichtung 13 mit betätigbaren Mitteln 12 zum Einstellen des Anschlags 34 und damit Vorgeben der Länge des Schaitweges des Steuerkolbens 28 zur Rücklauf-Vorholeinrichtung 5 ein das Treffbild der Maschinenkanone 1 günstig beeinflussendes Verhalten der Maschinenkanone 1 innerhalb eines großen Kadenzbereichs und bei einer feinstufig wählbaren Kadenz auf vorteilhafte Weise zu erzielen ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1- Vorrichtung an einer Maschinenkanone zum Steuern deren Kadenz bei Feuerstößen mit einem federnden, mechanische und hydraulische Glieder umfassenden Regelungssystem zur Aufnahme und Speicherung bei einer jeweiligen Schußentwicklung freiwerdender Energie und einstellbaren Mitteln zu deren zeitlich vorgebbarer Freigabe, gekennzeichnet durch folgende Merkmate: