DE3036581A1 - Geschuetzbolzen fuer ein hochgeschwindigkeits-feuerrevolvierendes batteriegeschuetz - Google Patents

Description

Geschützbolzen für ein hochgeschuindigkeits-feuerrewolvierendes Batteriegeschütz

Die Erfindung betrifft einen Geschützbolzen bzw, -verschluss mit oszillierendem Kopf für ein Gatling-Geschütz.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Geschütz vom Gatling~Typ mit einem Geschützbolzen gemäß der Erfindung;

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den in Figur 1 dargestellten Geschützbolzen;

Figur 3 zeigt einen Querschnitt des in Figur 1 dargestellten Geschützes; und

Figur 4 zeigt ein Diagramm der auf den Geschützbolzen wirkenden Kräfte.

Das Gatling-Geschütz, wie es in Figur 1 dargestellt ist, ueist ein Bolzenuerriegelungs-System auf, uelches im wasentlichen dem Typ, — der in der US-PS

130037/0601

3 611 071 von P..G. Kirkpatrick et al vom. 12. Oktober 1971 beschrieben ist, und dem des GAU-8/A-Geschützes entspricht, welches im Technical Report ÄDTC-TR-73-66 vom September 1973 beschrieben ist. Der Bolzen des in der US-PS3 611 871 beschriebenen Geschützes meist einen zweiteiligen Teleskopkörper auf, während der Geschützbolzen des GAU-B/A-Gsschützes, das in Figur 14 des Reports dargestellt ist, einen starren Körper besitzt. In jedem Falle wird die Hin- und Herbewegung des Geschützbolzens in Längsrichtung won einer stationären Nockenlaufbahn im Geschützgehiuse gesteuert, die einen Nockenfolgsr oder eine Nokkenrolle antreibt, die auf einer radialen Achse des Geschützbolzens befestigt sind, und die Her- und Entriegelungsdrehung des Bolzenkopfes uird won einer stationären Nockenlaufbahn im Geschützgehäuse gesteuert, die einen Nockenfolger antreibt, der auf dem Geschützboizen auf einer Achse angebracht ist, welche parallel und mit Abstand zur Längsachse des Geschützbolzens verläuft.

Das Geschütz weist eine Anzahl, beispielsweise 5, Geschützrohre 10 auf, die an einem vorderen Rotor 12 angebracht ist, der an einem hinteren Rotor 14 befestigt ist, welcher seinerseits an einem hinteren Abschlußdeckel 16 angebracht ist und die alle für eine Drehung um eine Längsachse 17 von einem vorderen Lager 18 und einem hinteren Lager 20 in einem stationären, dreiteiligen Gehäuse 22 gelagert sind. Eine Anzahl, beispielsweise 5, Sätze von Laufbahnen sind mit dem Rotor verbolzt, um zwischen benachbarten Sätzen eine entsprechende Anzahl von Geschützbolzen 24 aufzunehmen. Jeder Satz weist Laufbahnen 26, 28, 30 und 32 auf» Jede Gsschützbolzenbaugruppe 24 weist einen Bolzenträger 34 mit Gleitelementen 36,

130037/0601

38 auf, die mit den Laufbahnen des Rotors in Eingriff sino. Eine Geschützbolzenrolle oder ein IMoc.kenfolger 40 ist auf einem Kopfstift 42 gelagert, der auf einer radialen Achse an dem Bolzenschlitten 34 befestigt ist. Die Rolle 40 läuft in der im Gehäuse 22 ausgebildeten Haupt-

44
Nocken.lauf bahn/. Uenn die Rotoranordnung 12, 14 mit ihren Geschützboizen 24 sich dreht, bewegt die Haupt-Nackenlaufbahn 44 die Geschützbolzen in ihre und zwischen ihre/7 worderen und hinteren Stillstandsstellungen. Ein Versen.¹ uObolzen oder Bolzenkopf 46 ist am Bolzenschlitten für eine begrenzte Oszillation um seine Längsachse 4:j gelagert. Der Bolzenkopf weist eine Anzahl sich radial erstreckender Verriegelungsnasen 60 auf, von denen eine an. ihrer Seite von einem nach oben stehenden Laufbahnteil am Motor 12, 14 in Eingriff genommen wird, wenn der L'olzenko;jf in der Freigabe-Winkelstellung ist. Dieser Laufbahnteil verhindert die Drehung des Salzenkopfes bezüglich des BolzentrMgers in der Verrieoelungsrichtung, auf3er uenn der Geschützbolzen in seiner vorderen Stillstandsstellung ist, da an dieser Stelle der Laufbahnieil endet und die Seite der Nase nicht mehr in Eingriff nimmt. Eine Drehung in der Freigabe-.Richtung über die Freigabestell ung hinaus wird von einem Spannstift 63 verhindert, der durch einen weiten Schlitz irn Bolzenkupf und einen engen Schlitz im Boizenträyer verläuft und die Seitenwand des Schlitzes im Boizenkopf in Eingriff nimmt. Eine Rolle 5Ü für eine Linear-Dreh-ßauegung ist auf einem Knpfstift gelagert, der ;?uf einem Nockenfolger 54 auf einer Achse, die parallel und mit Abstand zur Längsachse des SJolzenkonfes verlauft, befestigt ist. Der Nokkenfolger ist koaxial am Boizenkopf angebracht. In dar vorderen Stillstandsstellung der Geschützbolzenanordnung

130037/0601

nirnrni. die Rolle 5(J eine Nockenlaufbahn 56, die in einem Uerriogelungsnocken 50 ausgebildet ist, der am GeschCitzgsh'iuae 46 befestigt ist, in Eingriff". Uenn die Rotoranordnung sich dreht, oszilliert die Nockenlaufbahn 56 den Solzenkopf 46 um seine Längsachse 48 aus einer Ent- in eine Vsrriegelungssteilung und wieder in eine; Entriegelungsotellung, wodurch die l/erriegelungsnasen 60 am BoI-zenkofif mit den Uerriegelungsnasen 62, die im v/orderen Rotur 12 neben den hinteren Enden der Geschützrohre i ü. ausgebildet sind,in und außer Eingriff gebracht werden.

Die L"nge der radialen Fortsätze der Gleitelemente 35, von der Längsachse 48 des Geschützbolzens ist bedeutend größer als die Länge der radialen Fortsätze der Uerriegelungsnasen 60 von der Achse 48.

Der Bolzen des Geschützes uird in seinen stützenden Rotorlaufbahnen durch die axiale Komponente einer Kraft hin- und herbewegt, die durch das Zusammenwirken zwischen der Antriebsrolle des Bolzens und dis schraubenlinienförmine Steuerbahn im Gehäuse des Geschützes erzeugt wird. Die seitliche Komponente der Kraft, weiche durch diese Zusammenwirkung erzeugt wird, muß durch eine gleiche und entgegengerichtete seitliche Kraft zwischen dem Geschützbolzen und den Rotoriaufbahnen ausgeglichen werden. Da die Laufbahnen bezüglich der Steuerkurve des GeschUtzgehäuses radial nach innen angeordnet sind, bilden die erwähnten seitlichen Kräfte ein Kräftepaar, das durch ein gleiches und entgegengesetzt gerichtetes Kräftepaar, welches durch ein Paar radialer Kräfte zwischen dem Bolzen und den Rotorlaufbahnen gebildet wird, aufgehoben

130037/0601 BAD ORIGINAL

werden. Die radialen Kräfte sowie die seitliche Kraft zwischen dem Bolzen und dem Rotor erzeugen einen Reibungswiderstand für eine Axialbewegung des Bolzens. Da die axiale Kraftkomponente zwischen der schraubenlinisnförmigen Steuerbahn und der Bolzenroile zumindest gleich der Summe der Reibungswiderstände sein muß, ergibt sich ein maximal möglicher Steigungwinkel für die Schraubenlinie der Steuerbahn. Dieser maximale Steigungswinkel der Schraubenlinie, zusammen mit anderen funktionellen Erfordernissen der Steuerbahn bestimmen den minimal möglichen Durchmesser der Steuerbahn.

Der seitliche Abstand zwischen dem radialen Kräftep^ar ist üblicherweise dem Außendurchmesser des Bolzenkopfes vergleichbar. Die Erfindung schafft einen seitlichen Abstand won annähernd dem Zweifachen des Herkömmlichen, wodurch die Größe der radialen Kräfte zwischen dem Bolzen und den Rotorlaufbahnen nur noch halb so groß wie bisher ist. Da die Summe der seitlichen und radialen Kräfte zwischen dem Bolzen und dem Rotor dadurch reduziert wird, wird der erzeugte Reibungswiderstand vermindert und die minimal mögliche Achsenkomponente der Rollenkraft wird reduziert. Die Verminderung der axialen Komponente der Rollenkraft relativ zur seitlichen Komponente erhöht den maximal möglichen Steigungswinkel der Schraubenlinie und vermindert dadurch den minimal möglichen Durchmesser des Geschützes.

Der Vorteil, der sich durch die Erweiterung der Bolzenlaufbahnen auf die maximal mögliche Größe ergibt, kann durch Betrachtung der auf den Bolzen wirkenden Kräfte

- 8

130037/0601

erklärt uerden. Figur 4 zeigt diagrammartig einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Bolzens.

Die won der Uand der Haupt-Nockenlaufbahn auf die Bolzenantriebsrolle senkrecht zur Längsachse ausgeübte Kraftkomponente ist mit- F bezeichnet.

Diese Kraft neigt dazu, den Bolzen im Gegenuhrzeigersinn mit einem Moment F Xd₁, wobei d.. der Abstand der Kraft über der Laufbahn ist, zu kippen. Dem Moment F x d., das oftmals als Kippmoment bezeichnet uird, uirkt ein Kräftepaar entgegen, das won den Laufbahnkräften F, erzeugt uird. Die Größe des Kräftepaares ist F, χ d„, wobei d„ die Laufbahnbreite ist. Da der Bolzen in einem Drehgleichgeuicht sein muß, gilt

aufgelöst nach F,

^Fr ^{X d}l = ^Ft * ^d2

1
^Ft - ^Fr 4

Dieser Ausdruck zeigt, daß die Laufbahnkraft direkt proportional zur Rollenhöhe und umgekehrt proportional der Laufbahnbreite ist. Die Laufbahnkraft kann ihren geringsten Uert oder umgekehrt die Rollsnkraft ihren höchsten Wert annehmen, indem die Laufbahnbreite d„ erhöht und die Rollenhöhe d, verringert uird.

Die Reibung, uelche die Bolzenbeuegung begrenzt und eine

130037/0601

erhöhte Antriebsleistung erforderlich macht, uird won der Laufbahnkraft F, erzeugt. Diese Reibung sollte vermindert und die Rolienbelastung erhöht werden, um den geringsten Durchmesser der Haupt-Nockenbahn und dadurch den geringsten Durchmesser des Gatling-Geschützes zu erreichen.

130037/0601

■Λ1·

L e e r s e i t e

Claims (1)

1 River Road
Schenectady, N.Y./U.S.A.

Geschijtzbolzen für ein hochgeschuindigkeits-feuerrev/ol vierendes Batteriegeschütz

Patentanspruch

Gesc!i'"'tz des Gatling-Typs, mit
einem '"iehäuse,

einem in dem Gehäuse zur Drehung um s^ine Längsachse qslager'.on Rotor,

einer Anzahl daran angebrachter Laufbahnpaare, die ir. einer ringförmigen Reihe angeordnet sind, wobei jedes dieser Paare gegenseitig um eine erst« Strecke voneinander entfernt angeordnet sind, und

einer gleichen Anzahl von Verrieg-eluncrsnasensätzen, die in einsr ringförmigen Reihe angeordnet sind, sowie

einer gleichen Anzahl von Geschützbolzen, die in einer ringförmigen Reihe im Rotor jeweils zwischen den beabstandeten Laufbahnen eines Laufbahnpeares angeordnet sind,

130037/0601

BAD ORIGINAL

dadurch gekennzeichnet,

daü jeder der Geschützbolzen (24)

einen Bolzenschlitten (34), mit einem Paar sich radial ers !.reckender Gleitelemente (36, 38), deren jedes mit si-Ojt Laufbahn eines jeueiligen Laufbahnpaares in Eingriff ist und unterstützt wird, aufweist und

einen L-olzenkapf (46) trägt, der für eine Qszillationsbeuegsinij um seine Längsachse bezüglich des Bolzenschiit Lens (Vi) i-ülagert ist und einen Satz Uerriegelunrjsnasen (60) zum freigebbaren Eingriff mit einem entsprechenden Satz der Ufrcriegelungsnasen (62) des Rotors (12) aufweist, uohei ji-"ide Verriegelungsnase (60) des l/erriegelungsnasen- ;;atiC;.i am Bo] zenkopf (46) einen radialen Fortsatz aufweist, der sich über eine zweite Strecke erstreckt, die kürzet als die HHIfte der ersten Strecke ist, wodurch jndß üht l/erriegelungsnasen (6L¹) des Bolzenkapfes (46) bei df.r Oszillation die benachbarten Laufbahnen des Rotors (¹?), die die entsprechenden Gleitelemente (36, 38) des jeweiligen Bolzenschlittens (34) trägt, freigibt.

130037/0601 BAD ORIGINAL