DE3110255C2 - Selbsttätig nachfüllende Flüssigtreibstoffgeschützvorrichtung mit Direkteinspritzung - Google Patents

Abstract

Regenerativ arbeitendes Flüssigtreibstoffgeschütz, das so aufgebaut ist, daß es auf den Verbrennungsdruck reagiert, um den Strom von flüssigem Treibstoff aus einem in ihm enthaltenen Reservoir (31) als einen Parameter zum Erzielen einer vorbestimmten Druck/Zeit-Kurve des Geschützkammerdruckes abzugeben und zu regulieren. Ein erster koaxialer Pumpenkolben (25) ist ein Differenzdruckkolben, der zwischen der Brennkammer (30) und dem Haupttreibstoffreservoir (31) arbeitet. Ein zweiter koaxialer Kolben (4) in einer Bohrung (28) in dem ersten Kolben (25) öffnet und schließt Einspritzkanäle (33), die sich von dem Hauptreservoir (31) durch den Pumpenkolben (25) hindurch zu der Bohrung (28) erstrecken, um den Strom von Treibstoff zu der Brennkammer (30) infolge der Relativbewegung der beiden Kolben, wenn sich einer oder beide auf den Treibstoffverbrennungsdruck hin bewegen, auszuschließen. Der zweite Kolben (4) kann ebenfalls ein Differentialkolben sein, der zwischen der Brennkammer (30) und einem zweiten Reservoir (41) arbeitet, das ebenfalls Treibstoff an die Brennkammer (30) abgeben oder Teil eines gesonderten Hydrauliksystems sein kann, welches zur hydraulischen Steuerung des zweiten Kolbens vorgesehen ist. Beschrieben sind mehrere alternative Anordnungen zur Steuerung der Relativbewegung zwischen den Kolben.

Description

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1. Basireil (66) und Steuerkolben (60) zwei getrennte Teile sind, die zusammenpassende Grenzflächen aufweisen,

Z der Zwischenraum zwischen den Grenzflächen das Fluidreservoir (61) bildet und

3. der Basisteil (66) einen Fluiddurchlaß (63) für einen Fluiddurchfluß zwischen einer äußeren Fluidquelle und dem Fluidreservoir aufweist

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet da? die zusammenpassenden Grenzflächen des Steuerkolbens (60) und des Basistei.ls (66) Teile aufweisen, die einen Dämpfer und Tauchkolben bilden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (45, 60) mindestens eine Einkehlung (47, 67) an seiner Außenfläche in der Nähe seines Brennkammerendes hat die so angeordnet ist, daß sie Treibstoff aus den Einspritzkanälen (33) aufnimmt und ihn in die Brennkammer (30) während wenigstens eines Teils des Abfeuerzyklus abgibt wenn der Differentialdruckkolben (25) von dem Geschützrohrende des Verschlußgehäuses (20) während der Verbrennung weggedrückt wird, wobei die räumliche Form und das Dispersion«>profil des Treibstoffes, wie er in die Brennkammer eingespritzt wird, zum Teil durch die Größe und die Formier Einkehlung bestimmt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch

gekennzeichnet

a) daß die Kolbenbaugruppe (6) in zwei Teile (60, 66) mit komplementären Grenzflächen unterteilt ist die gemeinsam mit der Bohrung (28) in dem Differentialdruckkolben (25) ein inneres Kolbenreservoir (61) begrenzen, das ein variables Volumen hat und

b) daß einer der beiden Teile eine Vorrichtung (18) enthält die einen Fluidfluß in das innere Kolbenreservoir und aus diesem heraus gestattet

18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:

a) ein ringförmiges Distanzteil (36), das zwischen dem Gehäuse (20) in dem Teil (22) größeren Durchmessers der Verschlußbohrung (20) und dem. Schaftteil des Differentialdruckkolbens (25) gelagert ist und einen Teöies ringförmigen Reservoirs (31) abteilt um einer- einstellbaren Ringraum (37) entfernt von dem Kopfteil (27) des Differentialdruckkolbens zu bilden;und

b) eine Vorrichtung (38) zum Zuführen einer fluidmenge zu dem einstellbaren Ringraum;

wobei das Flüssigtreibstoffassungsvermögen des ringförmigen Reservoirs (31) verringert werden kann durch Einleiten eines Fluids in den einstellbarer. Ringraum (37) zum Erweitern des Ringraums, um das Distanzteil (36) zu bewegen und das Fassungsvermögen des ringförmigen Reservoirs (31) zu verkleinern.

19. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Leitung (53), die einen Fluiddurchfluß zwischen einer äußeren Quelle und. dem Fluidreservoir (51; 61, 62) gestattet ein einstellbares Ventil enthält

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (45) mit dem Gehäuse (20) während des Abfeuerns starr verbunden ist

21. Vorrichtung nach Anspruch 1>ί, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (60) mit dem Basisteil durch eine Verriegelungsvorrichtung (18, 64) verbunden ist, die eine begrenzte Bewegung des Steuerkolbens (60) relativ zu dem Basisteil (66) ermöglicht und mit den Wänden der axialen Bohrung ein sekundäres Reservoir (61) bildet, dessen Fassungsvermögen durch die Bewegung des Steuerkolbens (60) zu dem Basisteil (66) hin und von demselben weg variabel ist.

"22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (18) einen DäH.pfer und eine Vorrichtung zum Dosieren des Fluiddurchflusses von dem sekundären Reservoir (61) zu der äußeren Quelle bildet.

Die Erfindung betrifft eine selbsttätig nachfüllende Flüssigtreibstoffgeschützvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Flüssigtreibstoffgeschützvorrichtung ist aus der US-PS 3138 990 bekannt. Sie arbeitet mit Direkteinspritzung des Flüssigtreibstoffs und weist ein

an dem Geschützrohr befestigtes Verschlußgehäuse auf, in dessen axialer Bohrung ein im Querschnitt T-förmiger Differentialdruckkolben beweglich angeordnet ist. Der Kopf des Differentialdruckkolbens ist dem Geschützrohrende des Verschlußgehäuses zugewandt. Der Kopf des Differentialdruckkolbens teilt die Verschlußbohrung in eine Brennkammer an dem Geschützrohrende des Verschlußgehäuses und in ein den Schaft des Differentialdruckkolbens umgebendes ringförmiges Treibstoff reservoir. Der Diffcrentialdruckkolben weist eine axial durch ihn hindurchführende Bohrung auf, die das Hindurchschieben der Munition zuläßt. Ferner ist er mit Einspritzkanälen versehen, die das Treibstoffreservoir mit der Brennkammer verbinden und durch den Schaft des Differentialdruckkolbens hindurchführen. Da als Flüssigtreibstoff zwei miteinander hypergol reagierende Treibstoffkomponenten verwendet werden, sind zwei getrennte Einspritzkanäle vorgesehen. Während des Verbrennungsvorgangs wird durch die Beaufschlagung und Bewegung des Differentialdruckkolbens ein Auspressen der beiden Treibstoffkomponenten aus den zugehörigen Vorratskammern erreicht. Dabei erfolgt das Einspritzen der beiden Treibstoffkomponenten im wesentlichen gleichmäßig im Verlaufe der Bewegung des Differentialdruckkolbens.

Eine ähnliche Flüssigtreibstoffgeschützvorrichtung ist aus der DE-PS 17 28 074 bekannt. Bei dieser Geschützvorrichtung wird zur Vorbereitung des Abteuervorganges und Erzeugung eines frühen Druckanstieges in die Brennkammer über ein getrenntes Zuführsystem eine zusätzliche Einspritzmenge eingebracht.

Das regenerative Einspritzen von flüssigen Treibstoffen, d. h. das Einspritzen des Treibstoffes in eine Brennkammer unter Ausnutzung der durch die Verbrennung selbst während der Verbrennungsphase erzeugten Kräfte, bietet grundsätzlich besondere Vorteile gegenüber diskontinuierlich geladenen Systemen, d. h. Systemen, bei denen eine diskrete Menge flüssigen Treibstoffes in die Geschoßkammer während einer Ladephase, die vor der Zündung abgeschlossen wird, eingebracht wird, nämlich die Vorteile, daß unterschiedliche Geschoßgewichte möglich sind, eine gewünschte Geschwindigkeit, die gewünschten maximalen Drücke und eine vorherbestimmte Druckkurve in der Brennkammer erreicht werden können.

Bei den bekannten Flüssigtreibstoffgeschützvorrichtungen werden diese Möglichkeiten jedoch nicht ausgeschöpft, da die Einspritzrate der Treibstoffkomponenten im Verlauf der Differentialdruckkolbenbewegung im wesentlichen unverändert bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigtreibstoffgeschützvorrichtung zu schaffen, die eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen des Flüssigtreibstoffes in die Brennkammer aufweist, durch die im Verlauf eines Abfeuervorganges die Brennstoffzufuhr in die Brennkammer variiert und den jeweiligen Bedürfnissen zur Erzielung eines optimalen Druckanstiegsprofils in der Brennkammer angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Durch die erfindungsgemäße Flüssigtreibstoffgeschützvorrichtung wird es ermöglicht, beispielsweise von einem relativ schweren hochexplosiven Geschoß, das mit einer mäßigen Anfangsgeschwindigkeit abgefeuert wird, auf beispielsweise ein leichteres unterkalibriges Stiftdurchstoßgeschoß überzugehen, das mit Treibspiegel und extrem hoher Anfangsgeschwindigkeit abgefeuert wird. Dies wird durch eine zeitliche Steuerung der Treibstoffeinspritzung derart, daß die jeweils erforderliche Druck-Zeit-Beziehurg (»pf-Kurve«) erhalten wird, erreicht, wodurch wiederum das gewünschte ballistische Ergebnis erhalten wird. Zu den zu berücksichtigenden Faktoren gehören die Verbrennungsgeschwindigkeit und der Zündpunkt des Treibstoffes, die Wärmeabfuhr, der zum Starten und Aufrechterhalten der regenerativen Einspritzung erforderliche Kammerdruck, das durch Luftblasen und dgl. in dem Reservoir gebildete Volumen, das Angangskammervolumen, die Geschwindigkeit der Kammerexpansion, usw. Ein besonderes Anwendungsbeispiel ist der Fall, daß die Einspritzgeschwindigkeit, die benötigt wird, um einen hohen Druck während der Geschoßbewegung durch das Geschützrohr aufrechtzuerhalten, ein Erlöschen der Flamme durch Wärmeabsorption verursacht, wenn bereits zu Beginn des Verbrennungsvorganges die EinspriizgcSCiiwinuigkci; groß is;, se daß s: zu einer Ansammlung von unverbranntem Brennstoff in

μ der Brennkammer kommen kann. Bei der erfindungsgemäß gestalteten Geschützvorrichtung kann die Einspritzgeschwindigkeit anfangs gering gehalten und anschließend erhöht werden, um einen allmählich ansteigenden Druck zu erzeugen, das System zu stabilisieren und die Verteilung von erzeugter Wärme adiabatisch in dem Leerraum zu gestatten, so daß eine sekundäre Zündung in dem Brennstoffvorrat vermieden wird; anschließend kann eine schnellere Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit erfolgen, bis der gewünschte

3C höhere Druck innerhalb der Sicherheitsgrenzen, die für den übrigen Teil der Verbrennungsphase einzuhalten sind, erreicht ist.

Bei der erfindungsgemäß gestalteten Geschützvorrichtung sind der Differentialdruckkolben und der Steuerkolben so angeordnet, daß die Relativbewegung zwischen diesen Kolben einige oder sämtliche Treibstoffdurchlässe während des Abfeuerns öffnet und schließt, um den Treibstoffdurchfluß zu dosieren und zu steuern. Die koaxiale Anordnung der Kolben gestattet außerdem das Einführen eines Geschosses durch die Verschlußvorrichtung in das Rohr nach Entfernen von einem oder mehreren Kolben.

Bei einer besonderen Ausführungsform ist ein oder sind mehrere zusätzliche variable Räume vorgesehen, die durch eine oder mehrere Flächen von Kolben- oder Verschlußvorrichtungen begrenzt werden, um ein Reservoir für ein inertes Fluid zu bilden, das sowohl zum Regulieren der Menge des für ein einzelnes Abfeuern benutzten flüssigen Treibstoffes als auch zum hydraulisehen Steuern der Bewegung einer oder πκ-nrerer Kolbenanordnungen beim Positionieren von Elementen während des Ladens oder in Reaktion auf das Abfeuern benutzt werden kann. Die hydraulische Steuerung eines kleineren Steuerkolbens ermöglicht bei kleinen Durchflußleistungen des Steuermediums eine leichte Steuerung des gesamten Geschützsystems.

Die Größe und die Anzahl von Drosselbohrungen, Löchern und Leitungen zum Erzielen der geeigneten Durchflußmengen und -Raten zu jeder besonderen Zeit unter Berücksichtigung der Treibstoffviskosität, der Verbrennungsgeschwindigkeit und anderer Faktoren zum Erzielen der gewünschten pf-Kurve können durch analytische oder empirische Verfahren ermittelt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen

näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform eines regenerativ arbeitenden Flüssigtreibstoffgeschützes nach der Erfindung, in der derDruckkolben und der Pilotkolben in abfeuerbereiten Stellungen sind,

F i g. 2 eine Längsschnittansicht derselben Ausführungsform der Erfindung wie in Fig. 1, in der die einzelnt'i Teile in Stellungen gezeigt sind, die sie kurz nach der Zündung erreicht haben,

F i g. 3 eine Längsschnittansicht derselben Ausführungsform der Erfindung wie in Fig. 1, in der die einzelnen Teile in ihren Stellungen am Ende der Verbrennungsphase gezeigt sind,

Fig.4 eine Längsschnittansicht einer Modifizierung des in den Fig. 1—3 gezeigten regenerativen Flüssig- is treibstoffgeschützes, bei dem der innere Kolben mit der Verschlußvorrichtung verkeilt ist und sich während der Verbrennungsphase nicht bewegt,

F i g. 5 eine Längsschnittansicht noch einer weiteren Modifizierung des in den F i g. I — 3 gezeigten regenera- M tiven Flüssigtreibstoffgeschützes, bei dem der innere Kolben hydraulisch arbeitet, um den Treibstofffluß zu der Brennkammer zu regulieren,

Fig.6 eine Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des regenerativ arbeitenden Flüssigtreibstoffgeschützes, das einen inneren Verbundkolben zum Steuern der Treibstoffverbrennungsgeschwindigkeit hat, und

F i g. 7 eine Längsschnittansicht noch einer weiteren Ausfühningsform der Erfindung, die auch eine schematisehe Da.-stellung eines GeschoBladesystems enthält.

Eine grundlegende Ausführungsform des Kammerabschnittes eines Geschützes nach der Erfindung ist in den F i g. 1,2 und 3 der Zeichnungen im Längsschnitt gezeigt und enthält ein Geschützrohr 1, eine VerschluBvorrich- JS tung 2 und eine Geschoßzuführvorrichtung 16, obgleich die die Erfindung bildende Versenkvorrichtung dsvon nicht abhängig ist. sondern vielmehr die Möglichkeit einer besonderen Zusammenwirkung mit einer Geschoßzuführvorrichtung bietet. Die Geschützrohrboh- «o rung 11, die gezogen oder glatt sein kann, mündet in die Verschlußvorrichtung und kann, in Abhängigkeit von der Konfiguration des Geschützes, eine Radiusabweichung haben, um einen vergrößerten rotierenden Bund oder eine andere Geschoßstegberührungsfläche. wie beispielsweise den Teil 12 an dem Geschoß 13, aufnehmen zu können. Die Verschlußvorrichtung enthält: ein Verschlußgehäuse 20 mit einer Innenbohrung 21 mit einem Durchmesser und einer zylinderförmigen Teilbohrung 22 mit größerem Durchmesser, die so mit ihren Endwänden eine Kammer 3 begrenzt Der Arbeitsteil des Verschlusses enthält mehrere Kolben, von denen einer der mit der Bezugszahl 25 bezeichnet ist, ein hohler, im Querschnitt T-formiger Differentialdruckkolben mit einem Schaftteil 26, der in der Bohrung 21 gelagert ist, und einem Kopf- oder Flanschteil 27 ist, der sich von dem Schaftteil nach außen erstreckt und dessen Umfangsfläche in der vergrößerten Bohrung 22 gelagert ist damit er längs einer Verlängerung der Geschützrohrachse innerhalb der Grenzen der Kammer 3 hin- und herbewegbar ist Die axiale Bohrung 28 des hohjen Kolbens 25 hat in den Hinterladerkonfigurationen einen Durchmesser, der groß genug ist, um das Geschoß 13 durch die Verschlußvorrichtung hindurch zu dem Geschützrohr durchzulassen, und nimmt einen Steuerkolben 4 auf, der in dieser Bohrung längs der Geschützrohrachse relativ zu dem Kolben 25 hin- und herbewegbar gelagert ist In Ausführungsformen, bei denen es sich nicht um Hinterlader handelt, beispielsweise solchen, die eine unterbrechbare Verbindung zwischen dem Geschützrohr und dem Empfänger haben, kann der Durchmesser des Steuerkolbens gänzlich aufgrund anderer Parameter festgelegt werden, und die Rückseite des Verschlusses kann verschlossen sein.

Der hohle Kolben 25 unterteilt die gesamte Kammer in zwei gesonderte Räume 30 und 31, von denen der Raum 30 die Brennkammer und der Raum 31 ein Reservoir für den flüssigen Treibstoff ist, welcher über einen mit Ventil versehenen Versorgungssystemkanal 32 eingeführt wird, und hat einen Durchlaß oder mehrere Durchlässe 33 für den Durchfluß von Treibstoff aus dem Reservoir 31 zu der Brennkammer 30. Der hohle Kolben 25 bildet einen Differentialkolben, weil die beiden Flächen 34 und 35 des Flanschteils 27 unterschiedliche Flächeninhalte haben, wobei der Flächeninhalt der Fläche 34 auf der der Brennkammer 30 zugewandten Seite des Kopfes größer ist. Während des Abfeuerns, bei dem das Reservoir 31 den flüssigen Treibstoff enthält, wird der Anstieg des Druckes in der Brennkammer 30 infolge des Verbrennens des Treibstoffes innerhalb der Kammer 30 den hohlen Kolben 25 zwingen, sich zurückzubewegen, wobei die Brennkammer vergrößert wird, indem flüssiger Treibstoff durch einen oder mehrere Durchlässe 33 in die Brennkammer gedrückt wird, um den Verbrennungsvorgang weiterhin mit Brennstoff zu versorgen.

Die Kammer 3 ist in der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform weiter durch einen wahlweise vorhandenen freien Kolben 36 unterteilt, so daß ein zusätzliches ringförmiges Reservoir 37 variablen Volumens vorhanden ist, das mit einem mit Ventil versehenen Hydrauliksystem 38 für das Einleiten von Hydrauliköl in das Reservoir 37 verbunden ist, um die Steuerung des Volumens des Reservoirs 31 und deshalb die Auswahl der exakten Menge an flüssigem Treibstoff, die für ein einzelnes Abfeuern benutzt wird, zu gestatten. Der flüssige Treibstoff könnte zwar als das Hydrauliköl für das Reservoir 37 benutzt werden, ein inertes Fluid, beispielsweise Wasser, würde jedoch einen Sicherheitsfaktor darstellen.

In der Ausführungsform der Erfindung, die in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellt ist. ist der in der Bohrung 28 des hohlen Kolbens 25 gelagerte Steuerkolben 4 ebenfalls ein hohler Differentialkolben, der eine sekundäre oder innere Reservoirkammer 41 als Spender für eine diskrete Menge an flüssigem Treibstoff zum Unterstützen der Steuerung des Druckaufbaus enthält Ein Reservoir 41, das durch den Zwischenraum zwischen dem Kolben 4, der auf einer Stange 44 gelagert ist. und dieser Stange gebildet ist ist mit der Brennkammer 30 über einen oder mehrere Kanäle 42 verbunden, die gestatten, den Treibstoff aus dem Reservoir 41 in die Kammer 30 einzuspritzen, und zwar unter der Wirkung des Drucks, der durch eine Zündvorrichtung erzeugt wird, um eine Anfangsladung bereitzustellen, damit ein anfänglicher gesteuerter Druckaufbau in der Brennkammer erreicht wird, um den Differenzdruckkolben 25 mit einer vorbestimmten Zeitfolge zu aktivieren. Das Reservoir 41 wird, beispielsweise, über einen Durchlaß oder einen Kanal 43 gefüllt der sich axial durch die Stange 44 erstreckt Die Stange 44, die zum Begrenzen der Bewegung des Kolbens 4 dient, kann durch eine nicht gezeigte Haltevorrichtung während der Verbrennungsphase des Abfeuerzyklus festgehalten sein, sie könnte aber auch

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beweglich und steuerbar sein, um einen programmierten Vorgang zu erzeugen, damit eine zusätzliche Einrichtung zum Verändern und Steuern der Bewegung und der Geschwindigkeit des Steuerkolbens 4 und damit zum Steuern des Einspritzens von Treibstoff in die Brennkammer 30 vorhanden ist. Darüber hinaus kann die Stange 44 bf.nutzt werden, um den Steuerkolben 4 in den hohlen Kolben 25 einzuführen und aus ihm herauszuziehen, und zwar mittels Hydraulikdrücken oder mittels nicht dargestellter Vorrichtungen, um das Einführen von Geschossen 13 durch den Kolben 25 hindurch zu erleichtern und zu unterstützen.

Der Kanal oder die Kanäle 33, die in den Fig. 1-3 gezeigt sind, verlaufen zwischen dem Treibstoffreservoir 31 und der vorderen Stirnfläche 34 des Flansches 27 des Kolbens 25 und/oder zwischen dem Reservoir 31 und der Bohrung 28 für den Zweck des Zuführens des flüssigen Trciusiüf'cs zu der Brennkammer 30 während der Verbrennungsphase des Abfeuerzyklus. Am Anfang, wenn die einzelnen Teile dieser Ausführungsform in der M in F i g. 1 gezeigten Stellung sind, sind die meisten oder sämtliche Kanäle 33 durch den Steuerkolben 4 verschlossen. Einer oder mehrere Kanäle 33 könnten, wie dargestellt, direkt durch die Stirnfläche 34 hindurch in die zusammengedrückte Brennkammer 30 führen, und wenn das der Fall ist, durch irgendeine Vorrichtung, wie beispielsweise die Leckdichtung 39, verschlossen sein. Wenn das Geschütz geladen ist und die einzelnen Teile in der in F i g. 1 gezeigten Stellung sind, wobei die

Brennkammer gelangenden Treibstoffes reguliert wird, um das Profil der Verbrennungsdruckkurve zu regulieren. Das sequentielle Schließen von Kanälen oder Einspritzkanälen 33 kann außerdem erfolgen, indem die Einlaßöffnungen auf der Reservoirseite des Kolbens 25 so mit Abstand angeordnet werden, daß diese Einlaßöffnungen der Reihe nach von dem freien Kolben 36 oder der hinteren Schulter der Kammer 3 überlaufen werden, um den Treibstoffdurchfluß allmählich zu verringern. Dieselbe Technik könnte benutzt werden, d. h. das Absperren des Durchflusses von der Reservoirseite aus, indem die Einspritzkanäle zuerst von Treibstoff geleert werden, um eine anschließende spontane Verbrennung oder Zündung von einem heißen Fleck aus zu vermeiden. Die Lage und die Größe der Kanäle 33 kann empirisch festgelegt oder berechnet werden, wobei die Zunahme des Volumens der Brennkammer 30 berücksichtigt wird, die nicht nur aus der Bewegung der Kolben 25 und 4 nach hinten, sondern auch aus der Bewegung des Geschosses durch das Geschützrohr resultiert. Ziel ist es selbstverständlich, die berechnete Druckanstiegs- und Druckdauerkurve zu erzielen, damit die gewünschten ballistischen Kennwerte erreicht werden, ohne daß ein Übermaß an flüssigem Treibstoff zu verbrennen ist, nachdem das Geschoß das Geschützrohr verlassen hat, oder ohne eine zu hohe Durchflußleistung zu haben, die einen Druck erzeugen könnte, der größer als der gewünschte ist oder außerhalb der Sicherheitsgrenze der Vorrichtung liegt.

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Reservoire 31 und 41 beide mit Treibstoff und das M oder eine Durchflußleistung, die so groß ist. daß sie ein

Reservoir 37 so gefüllt ist, daß der freie Kolben 36 in der Ausgehen der Flamme verursachen kann, insbesondere

gewünschten Lage ist, kann es zu einer geringfügigen während der Anfangsphase des Abfeuerzyklus.

Leckage von Treibstoff in die Brennkammer 30 über Die Menge an Treibstoff in dem Reservoir 31 wird,

den Kanal oder die Kanäle 42 oder aus irgendeinem wie oben erwähnt, durch die Stellung des freien Kolbens

nichtblockierten Kanal 33 kommen, der einen Teil des 35 36 reguliert, der durch das Volumen an inertem Fluid,

Zündbrennstoffes bilden kann. Die Leckage kann, falls welches in das Reservoir 37 eingeleitet wird, gesteuert notwendig, ausgeschlossen oder begrenzt werden,
indem die Größe und die Formen der Querschnitte der
Kanäle 42 mit der Viskosität des Treibstoffes koordi-

wird oder durch eine mechanische Vorrichtung gesteuert werden könnte, beispielsweise durch eine Gesperre- oder Gewindeverbindung mit

dem Ver-

niert werden, um eine günstige Kapillarwirkung zu «o schlußgehäuse 20, je nachdem, ob der fre>e Kolben 36

erzielen, oder durch di«! Verwendung von Rückschlag- '

ventilen, die einen vorbestimmten Druck zum Öffnen erfordern. Das Betätigen des Zünders 14 bewirkt, daß jedwede kleine Menge an Treibstoff, die vorhanden ist, oder an Treibstoff, der anderweitig zur Zündung eingeleitet wird, zu verbrennen beginnt und den unmittelbar hinter dem Geschoß 13 gelegenen Teil der Brennkammer unter Druck setzt. Wenn der Druck in der Brennkammer 30 ansteigt, wird der Steuerkolben 4 einen Druck auf das Fluid in dem Reservoir 41 ausüben, was bewirkt, daß dieser Treibstoff durch den Kanal oder die Kanäle 42 gedruckt wird, um in der Brennkammer zu verbrennen. Der erhöhte Druck, der aus dieser

hydraulisch positioniert wird oder nicht.

Am Ende des Abfeuerns befinden sich die Teile in dar in F i g. 3 gezeigten Stellung. Das Nachladen kann durch Einführen von inertem Fluid über das System 38 zur Zündung 45 erfolgen, durch das das Reservoir 37 ausgeweitet wird, um den hohlen Kolben 25 vorzutreiben und die Brennkammer 30 bis zu ihrem Minimalvolumen zu schließen, während gleichzeitig die Stange 44 und der Steuerkolben 4 zurückgezogen werden, um das Einführen eines neuen Geschosses zu gestatten. Der freie Kolben 36 verhindert, daß das inerte Fluid in die Einspritzkanäle 33 eindringt Wenn ein neues Geschoß in das Geschützrohr eingeführt worden ist, gegebenen-

Anfangsladung an Treibstoff oder einem Teil der falls unterstützt durch die Verwendung der Stange 44 Ladung in dem Reservoir 41 aufgebaut wird, wird sich 55 und des Steuerkolbens 4 als Stößel und wenn sich der bis zu dem Punkt aufbauen, an dem der Kolben 25 Steuerkolben 4 in seiner Ausgangsstellung befindet, ebenfalls aus der Kammer 30 zurückgedrückt wird, was kann flüssiger Treibstoff über das System 32 und den jedem Kanal 33, der durch die Rückwärtsbewegung des Kanal 43 eingeleitet werden. Durch Koordinieren des Kolbens 4 freigelegt wird, oder einem durch die vordere Druckes, unter welchem der Treibstoff über das System Stirnfläche 34 des Kolbens 25 speisenden Kanal 33 60 32 eingeleitet wird, mit dem auf das inerte Fluid in dem gestattet, die Verbrennung zu speisen. Wenn der System 38 ausgeübten Druck, wobei selbstverständlich Steuerkolben 4 weiter nach hinten getrieben wird, angenommen wird, daß sich der Steuerkolben 4 in seiner werden weitere Kanäle 33 freigelegt wodurch der vorderen Stellung befindet kann der freie Kolben 36 Durchsatz zwischen dem Reservoir 31 und der nach hinten getrieben werden, um das Ausdehnen des Brennkammer 30 vergrößert wird. Der Kssal oder die 65 Reservoirs 31 auf sein gewünschtes Fassungsvermögen Kanäle 33 sind so angeordnet daß die Durchflußmenge
des infolge des Öffnens und Schließens der Kanäle 33
durch Relativbewegungen der beiden Kolben in die

zu gestatten.

Die Ausführung der Erfindung, die in Fig.4 dargestellt ist folgt demselben Grundaufbau, der in den

Fig. 1—3 gezeigt ist, unter Verwendung eines hohlen Differentialkolbens 25 mit einem Flanschteil 27, der die Kammer 3 in ein Flüssigtreibstoffreservoir 31 und eine brennkammer 30 unterteilt und eine axiale Bohrung 28 hat. in der ein innerer axialer Steuerkolben 45 gelagert ist, um eine gesteuerte Relativbewegung zwischen dem hohlen Kolben 25 und dem Steuerkolben 45 zum Regulieren des Zustroms an Treibstoff aus dem Reservoir in die Brennkammer zu gestatten. In der Ausführungsform von Fig.4 ist der innere Kolben 45 jedoch ein massiver Kolben, der in der gezeigten Position während des Abfeuerns durch Vorrichtungen zum Verriegeln des Kolbens in seiner Lage befestigt ist, beispielsweir-e durch Ansätze 46, die den Kolben an dem Verschlußgehäuse verriegeln. Der Kolben 45 ist mit Zuführ- oder Diffusorschlitzen 47 versehen, die mit den Kanälen 33 in dem Pumpzylinder 25 in Deckung sind, um d?n flüssigen Treibstoff zu beabslandeten vorbestimmten Einsprhzpunkien zu leiten, und eine gesteuerte Verteilung des flüssigen Treibstoffes in der Brennkammer· 30 vorzunehmen. Der Treibstoffdurchfluß kann durch die Breite, die Tiefe, die Länge, die Gestalt und die Ausrichtung der Schlitze 47 gesteuert werden, und das vordere Ende der Schlitze 47 kann so geformt sein, daß der Strom des Treibstoffes in einem 2s Sprühnebel irgendeiner gewünschten Konfiguration ausgebreitet wird, um ein schnelles und gleichmäßiges Verbrennen zu erleichtern. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird zwar der inne-e Kolben 45 in bezug auf die Verschlußvorrichtung während des Abfeuerns festgehalten, es ist jedoch weiterhin die Relativbewegung zwischen den Kolben 25 und 45, die dazi' dient, den Durchfluß des Treibstoffes zu regulieren, wenn dieser durch die Kanäle 33 und die Schlitze 47 fließt, um die gewünschte Druckanstiegs- und -dauerkurve zu erzeugen. In dieser Ausführungsform kann es erwünscht sein, eine Zündladung zu benutzen, die beispielsweise über eine andere mit Ventil versehenen Leitung, wie beispielsweise die Leitung 48, eingeleitet wird. Die Ansätze 46 verriegeln den Kolben 45 in seiner Lage durch Einfassen in Nuten 40 in dem Verschlußgehäuse, die so geformt sind, daß der Kolben 45 gedreht und zurückgezogen werden kann, um das Laden von Geschossen zu gestatten. In anderer Hinsicht, beispielsweise hinsichtlich des Ladevorganges und der Positionierung des freien Kolbens 36, arbeitet die Vorrichtung von F i g. 4 in derselben Weise wie die Vorrichtung von Fig. 1.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 5 gezeigt, in der die innere Kolbenbaugruppe einen 5 aufweist, der dem Kolben 4 der in F i g. 1 gezeigten Verschlußvorrichtung sehr ähnlich ist sich aber in besonderen Aspekten von ihm unterscheidet wozu die Tatsache gehört, daß es keinen Kanal zwischen der Kammer 51 und der Brennkammer 50 gibt dem vergrößerten Teil der Kammer an der Stelle 52 zwischen Schultern 57 und 59, und die Tatsache, daß die Kammer 51 als ein Reservoir für ein Fluid zum Steuern der Bewegung des Kolbens 5 durch Hydraulikdruck v/elche in bezug auf den vergrößerten Kammerteil 52 und die Schultern 57, 59 so dimensioniert und angeordnet sind, daß sie beim Steuern und Verändern der Durchflußmenge an Fluid aus der Kammer 51 über die Leitung 53 auf den Druck hin mitwirken. Der dargestellte Steuerkolben 5 ist zwar ein Differentialkolben, dieses Merkmal ist jedoch für ein Hydrauliksystem dieses Typs nicht notwendig, wenn es nichi dafür ausgelegt ist, gegen eine vorbestimmte Druckhöhe zu arbeiten. In F i g. 5 hat die Brennkammer 50 eine etwas andere Größe und Gestalt als die Kammer 30 von Fig. I, lediglich um das Prinzip zu veranschaulichen, fiaß solche Veränderungen im Rahmen der Erfindung möglich sind, entweder willkürlich oder als Maßnahme zum Beeinflussen ballistischer Ergebnisse. In der Anordnung von F i g. 5, in der sämtliche Treibstoffkanä Ie 33 am Anfang durch den Steuerkolben 5 versperrt sind, kann ein System zum Einleiten einer Zündmenge an flüssigem Treibstoff ratsam sein. Ein solches System ist durch die Leitung 58 dargestellt und könnte mit dem Zündsystem J4 kombiniert sein.

Wenn die Verbrennung in der Brennkammer 50 beginnt, wobei das Ventil in der Leitung 53 auf eine vorbestimmte öffnung eingestellt ist, wird der Steuerkolben 5 langsam nach hinten gedrückt, und zwar durch Druck, der aus der Verbrennung resultiert, wenn Fluid aus der Kammer 51 über die Kanäle 55 und die Leitung 53 mit einer durch das Fassungsvermögen der Kanäle 55 festgelegten Geschwindigkeit entweicht. Wenn eine oder mehrere der Einspritzkanäle 33 fortschreitend geöffnet werden, steigert die erhöhte Durchflußmenge an flüssigem Treibstoff von dem Reservoir 31 zu der Brennkammer fortschreitend den Verbrennungsdruck. Wenn die Kanäle 56 gegenüber dem vergrößerten Teil 52 der Kammer 51 freigelegt werden, nimmt die Durchflußmenge an inertem Fluid bis zu dem Grenzwert der Einstellung des Ventils in der Leitung 53 zu, was dem Steuerkolben 5 gestattet, seine Rückwärtsbewegung zu vergrößern und zusätzliche Kanäle 33 freizugeben. Wenn sich der Druck in der Brennkammer

50 weiter aufbaut, wird der Steuerkolben 25 nach hinten gedrückt, wodurch die Druckbeaufschlagung des flüssigen Treibstoffes zunimmt und dieser mit der manmalen Geschwindigkeit, die durch die Kanäle 33, welche freigelegt worden sind, zugelassen wird, in die Brennkammer gefördert wird. Wenn sich die Kolben ihrer hinteren Stellung nähern, wird der Steuerkolben 5 infolge der stoßdämpferartigen Wirkung der Auslässe 55, des Eintritts des Endes der Stange 54 in das eingeschnürte Ende der Kammer 51 und schließlich einiger der Auslässe 56, die durch die mit ihnen zusammenwirkenden Schulterteile 57 der die Kammer

51 begrenzenden Wände versperrt werden, etwas verlangsamt Das hat zur Folge, daß ein oder mehrere Kanäle 33 übernehmen und durch das vordere Ende des Kolbens 5 ausgeschlossen werden, wenn sich der hohle Kolben 25 seiner hintersten Stellung nähert. Diese Anordnung gestattet das zusätzliche Formen der Brennkammerdruckkurve durch Auswahl der Größen

während des Abfeuerns start für eine Anfangsladung, 60 und der Lage der Kanäle 33, 53, 55 und 56. Weitere

wie in F i g. 1 benutzt wird Der Kolben 5 nimmt eine Veränderungen können vorgenommen werden, indem

Stange 54 auf, die der Stange 44 von F i g. 1 dahingehend die Größe und die Konfiguration der Brennkammer 50

gleicht daß sie einen zentralen Durchlaß oder einen selbst oder des Reservoirs 31 geändert wird und indem

Kanal 53 hat der zum Zuführen eines Fluids zu der das Ventil in der Leitung 53 verstellt wird Es sei weiter

Kammer51 dient. Darüber hinaus endet in der in Fig.5 65 angemerkt daß das Ventil in der Leitung 53 während

gezeigten Modifizierung der inneren Kolbenbaugruppe des Verbrennungszyklus auch als ein Steuerelement

die mit Ventil versehene Leitung 53 in mehreren benutzt werden könnte, entweder auf programmierter

Zweigdurchlässen, die in Auslässen 55 und 56 endigen, Basis oder als Rückführungselement das auf einen

gemessenen Parameter anspricht, beispielsweise auf den Kammerdruck, um eine feinere Steuerung oder einen geschlossenen Regelkreis zu erzielen.

Die Fläche 52 kann außerdem konturiert werden, um das effektive Drosselquerschnittproffl der Drosselbohrungen 55 und 56 zu verändern. Wenn das Einspritzprofil geändert werden soll, könnte das beispielsweise dadurch erreicht werden, daß mehrere unterschiedlich konturierte Schlitze in der Fläche 52 vorgesehen und mehrere abwechselnde Zeilen von Drosselbohrungen 55,56 in axialen Reihen angeordnet werden, so daß eine andere Kontur gewählt werden könnte, indem eine oder mehrere Zeilen von Drosselbohrungen 55, 56 zu dem gewünschten konturierten Schlitz gedreht werden. Das könnte einen Übergang von einem Geschoß auf ein anderes Geschoß gestatten, das eine andere Masse hat oder eine andere Druck/Zeit-Kurve erfordert, um die gewünschte ballistische Leistung zu erzielen. Für diese Anordnung wären selbstverständlich Keile und Keilnuten erforderlich, um eine willkürliche Drehung des Kolbens 5 gegenüber der Stange 54 zu verhindern.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fi g. 6 gezeigt, in der die innere Kolbenbaugruppe 6 die Eigenschaften der Baugruppen der Kolben 45 und 5 der Ausführungsformen der Erfindung, die in den Fig.4 brw. 5 gezeigt sind, in sich vereinigt Die innere Kolbenbaugruppe 6 besteht aus zwei Teilen, einem Steuerkolben 60, der sich während des Verbrennungszyklus relativ zu einem Basis- oder Verriegelungsteil 66 bewegt, welcher an dem Verschlußgehäuse 20 während der Verbrennung mittels Ansätzen 65 verriegelt ist, die in Keilnuten 69 passen. Der Verriegelungsteil 66 hat einen Durchlaß oder Kanal 63, der sich von einem mit Ventil versehenen System aus in einen vergrößerten Bohrungsteil erstreckt, der ein Reservoir 62 bildet Der Steuerkolben 60 selbst ist in der zentralen Bohrung 28 des Pump- bzw. Differenzdruckkolbens 25 gelagert und hat einen zylindrischen Hauptteil 60 und einen Schaftteil 64, der entfernt von dem zylindrischen Teil in einem Bundteil 18 endigt, der in das eingeschnürte vordere Ende der geformten Bohrung 62 in dem Verriegelungsteil des inneren Kolbens 6 eingepaßt ist, welcher zum Begrenzen der Vorwärtsbewegung des Steuerkolbens 60 dient Der Bundteil 18 dient als ein Kolbenventil zum Verändern des Fluiddurchflusses, und er ist geschlitzt oder anderweitig ausgespart, um einen Mindestdurchfluß an Fluid zu gestatten. Wenn der Steuerkolben 60 in der in Fig.6 gezeigten Position ist, welches seine vordere, abfeuerbereite Position ist, hat er Abstand von dem vorderen Ende des Verriegelungsteils 66 und begrenzt mit der Längsbohrung 28 des Kolbens 25 und der vorderen Fläche des Verriegelungsteils 66 ein Reservoir 61. Dieser Teil. d.h. der freie oder freibewegliche Steuerkolben 60, der Schaft 64, der Bund 18, die Reservoire 61 und 62 und der Kanal 63 bilden ein Hydrauliksystem für die gesteuerte Rückwärtsbewegung des freibeweglichen Steuerkolbens 60 unter der Kraft des Verbrennungsdruckes auf eine Weise, die der Wirkung des inneren Kolbens 5, des Reservoirs 51 und der Kanäle in dem Schaft 54 in der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung gleicht. Die Differentialkolbenkennwerte des Steuerkolbens 60. die ähnlich der des Kolbens 5 von Fig.5 kein Erfordernis für Systeme sind, bei denen kein Fluid in die Brennkammer eingespritzt wird, können ebenfalls geändert werden, indem die Masse des Steuerkolbens 60. die Dicke des Schaftes 64 und die Durchmesser des Bundes 18 und des Reservoirs 62 verändert werden. Der zylindrische Hauptteil des Steuerkolbens 60 enthalt außerdem Ausschnitte oder Schlitze 67, die mit Abstand so angeordnet sind, daß sie mit den Kanälen 33 in dem Druckkolben 25 während des Abfeuerzyklus in Dekkung sind und aus diesen flüssigen Treibstoff empfan- ■ gen. Darüber hinaus sind die Flächen, die die Böden der ! Schütze 67 bilden, nach unten und nach \ orn gepfeilt, um die Fläche der Nase 68 zu bilden, die so konturiert ist, daß das Dispergieren von der Brennkammer aus den to Kanälen 33 zugeführtem flüssigem Treibstoff erleichtert wird. Das Verbrennen einer Zündmenge an flüssigem Treibstoff, der über die Zündmittelzufuhrleitung 58 eingeleitet wird, nach der Zündung durch einen Zünder 14 erzeugt einen Druck, der den Steuerkolben 60 nach hinten drückt und die in dem Reservoir 61 enthaltene Flüssigkeit verdrängt, bei welcher es sich normalerweise um ein unter Druck stehendes inertes Fluid handelt so daß dieses Fluid über das Reservoir 62 und das mit VeniU versehene Leitungssystem 63 zurückgedrückt wird. Die sich ergebende Bewegung des Steuerkolbens 60 legt zusätzliche Kanäle 33 frei, um den Strom von Treibstoff aus dem Reservoir 31 zu der Brennkammer zu vergrößern. Der zusätzliche Strom an Treibstoff erzeugt zusätzlichen Druck auf der vorderen Fläche des Flansches 27 des Kolbens 25, der wiederum den Durchsatz an flüssigem Treibstoff in den Kanälen 33 erhöht Daraus ist ohne weiteres zu erkennen, daß der Treibstoffdurchfluß durch die Kanäle 33 eine Funktion des Kammerdruckes und der Relativbewegungen der Kolben 25 und 60 ist, die die Durchflußkapazität der Kanäle 33 bestimmt Der andere Faktor, der hier eingeht, ist die Hydraulikvorspannung an dem Steuerkolben 60, die durch Steuereinrichtungen und in das Hydrauliksystem eingebaute Drosselstellen erzeugt wird. Gemäß F i g. 6 legt das Ventil in der Leitung 63 eine absolute maximale Durchflußleistung des Fluids aus dem Reservoir 61 für irgendeinen bestimmten Druck fest Innerhalb dieses Maximums kann jedoch die Durcbflußleistung durch die Verwendung eines veränderlichen oder programmierten Ventils weiter gesteuert werden, wie bereits mit Bezug auf die Ausführungsform von F i g. 5 beschrieben, oder durch die Wechselwirkung des Schaftes 64, des Bundes 18 und der Form der Wände des Reservoirs 62. Die Passung zwischen dem Bund 18 und dem verkleinerten Mündungsteil des Reservoirs 62 an der Schulter 86 drosselt, wie dargestellt, den Fluiddurchfluß am Anfang auf die Kapazität der Nuten an dem Bund 18. Diese Durchflußkapazität nimmt dann zu, wenn sich der Bund 18 dem breiteren Teil des Reservoirs 62 nähert, wo der Durchfluß auf den durch das Ventil in der Leitung 63 festgelegten Durchfluß begrenzt werden kann oder nicht, je nach der Einstellung zu dieser Zeit Wenn sich der Steuerkolben 60 der Grenze seines Hubes nähen, drosselt der Bund 18 in Zusammenwirkung mit der Basisschulter wieder den Hydraulikdurchfluß, und er könnte als ein Dämpfer ausgelegt sein oder eine zusätzliche Bundfläche haben, die mit einem Ventilsitz an der Stelle 63 zusammenwirkt. Die Durchflußsteuerung kann außerdem durch die Beziehung der Kontur des Schaftes 64 zu der Mündung des kleineren Reservoirs 62 an der Stelle 86 vorgenommen werden, indem der Schaft 64 so geformt wird, daß er die Querschnittsfläche des Ringes festlegt, durch den Fluid in jeder Stellung des Steuerkolbens 60 hindurchfließen kann. Ein Profil des Schaftes 64. wie es dargestellt ist, würde einen Strömungswiderstand an jedem Ende des Hubes ergeben, andere Konfigurationen sind aber möglich. Demgemäß stellen die Größe

und die Form der Schlitze 67, der Bund 18 und seine Nuten, die Schulter 86 und das Ventil in der Leitung 63 sowie die Lage und die Größe der Kanäle 33 Parameter dar, die benutzt werden können, um die Steuerung von pi-Kurven in der Ausführungsform von F i g. 6 vorzunehmen. ■· . _: .

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in Fig.7 gezeigt ist, ist eine Modifizierung der in Fig. 1 gezeigten Version, die einen modifizierten inneren Kolben enthält, um insbesondere ein besonderes Ladekonzept zu ermöglichen. In dieser Version ist das Flüssigtreibstoffzuführsystem vereinfacht und kompakter gestaltet Der innere Kolben 7 enthält einen Steuerkolben 70, der einen als Bohrung ausgebildeten Reservoirteil 71 hat, in welchem ein Schaftteil 74 gelagert ist, der von dem Basisteil 75 des inneren Kolbens vorsteht. In dieser Version sind das Reservoir 71 und die Brennkammer 30 über einen oder mehrere Kanäle 72 miteinander verbunden, so daß das Reservoir als ein Pilotreservoir benutzt werden kann, das mittels einer Gruppe von sich deckenden Durchgangslochern, die den Kanal 76 bilden, gefühlt wird. Diese Konfiguration ist besonders an das Ladesystem 17 anpaßbar, welches eine hin- und herbewegliche Verschlußblock- und Geschoßgestellvorrichtung 19 und eine Ladeantriebsvorrichtung 78 enthält Die Verschlußblock- und Geschoßgestelleinheit 19 enthält einen Verschlußblock 80 und mehrere zylindrische Kammern 81, von denen jede ein Geschoß 13 enthalten oder den inneren Kolben 7 in seiner Gesamtheit aufnehmen kann. Die Ladeantriebsvorrichtung 78 enthält eine zylindrische Kammer 87 und ein Druckluftsystem 88 oder eine andere Vcvrrjditung, wie beispielsweise einen Kettenantrieb, zum Bewegen des inneren Kolbens 7 in die zylindrische Kammer 87 hinein und aus derselben heraus.

In der Vorrichtung von Fig.7 betätigen die Verbrennungsdrücke den Steuerkolben 70 und den Druckkolben 25 in derselben Weise wie in der Vorrichtung von Fig. 1, mit dem Unterschied, daß der Steuerkolben 70 in seiner extremen Hubstellung mit dem Basisteil 75 eine kompakte zylindrische Masse bildet, die durch einen Geschoßgestellzylinder 81 der Verschlußblock- und Geschoßgestellvorrichtung 19 hindurch in die zylindrische Kammer 87 in der Ladeantriebsvorrichtung 78 bewegt werden kann. Wenn sich der innere Kolben 7 in der zylindrischen Kammer 87 befindet, kann die Verschlußblock- und Geschoßgestellvorrichtung 19 bewegt werden, um eine weitere Kammer 81, die ein Geschoß enthält, mit der Achse des Geschützes in Deckung zu bringen, und die Ladeantriebsvorrichtung kann betätigt werden, damit der ujjnere Kolben 7 als Stößel dient und ein Geschoß 13 in die Geschützrohrbohrung bewegt

Es ist zu erkennen, daß die Darstellungen In den F i g. 1 bis 7 schematisch sind, weil sie keine Einzsjheiten von O-Ringen, Dichtungen und Schraubverbindungen von Teilen enthalten, die für das Herstellen und den Betrieb erforderlich sein würden. Es wird davon ausgegangen, daß diese Einzelheiten auf den· Gebiet des Maschinenbaus Routine sind und, wenn sie dargestellt und erläutert worden wären, hauptsächlich nur die Lehre der Erfindung unverständlich gemacht hätten. Beispielsweise ist es auf dem einschlägigen Fachgebiet üblich und durch den Erfinder auch erkannt worden, daß das Geschützrohr 11 ein von dem Verschlußgehäuse 20 getrenntes Teil sein könnte, das mit diesem nur durch eine Schraubverbindung verbunden ist die außerdem den Zusammenbau der Vorrichtung erleichtern würde, indem sie das Einführen des hohlen Druckkolbens 25 in die Kammer 3 während des Zusammenbaus gestatten würde. Weiter ist es üblich, Dichtvorrichtungen, wie beispielsweise Nuten und O-Ringe, in den zylindrischen Flächen der verschiedenen Kolben zu benutzen, um eine Leckage von verschiedenen benutzten Fluids aus den betreffenden Kammern, in denen sie sich befinden, zu verhindern.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Selbsttätig nachfüllende Flüssigtreibstoffgeschützvorrichtung, die mit Direkteinspritzung arbei- s tet und ein Verschlußgehäuse mit einer Verschlußbohrung zur Befestigung an einem Geschützrohr sowie einen im Querschnitt T-förmigen Differentialdruckkolben aufweist, der in der Verschlußbohrung axial beweglich so angeordnet ist, daß sein Kopf dem Geschützrohrende des Verschlußgehäuses zugewandt ist und die Verschlußbohrung in eine Brennkammer an. dem Geschützrohrende des Verschlußgehäuses und in ein den Schaft des Differentialdruckkolbens umgebendes ringförmiges Treibstoffreservoir unterteilt, wobei der Differentialdruckkolben eine axiale, durch seinen Kopf und seinen Schaft hindurchgehende Bohrung und Einspritzkaeäie aufweist, die durch seinen Schaft hindurchgehen und das Treibstöffreäervoir mit der Brennkammer verbinden, gekennzeichnet durch einen Steuerkolben (4; 45; 5; 60; 70), der in der axialen Bohrung (28) relativ zu dem Differentialdruckkolben (25) axial bewegbar angeordnet ist und mit den Mündungen der Einspritzkanäle (33) so zusammenwirkt, daß er sie im Verlauf der Relativbewegung zwischen dem Differentialdruckkolben (25) und dem Steuerkolben (4; 45; 5; 60; 70) selektiv freigibt bzw. verschließt, und durch eine Vorrichtung (44; 46,40; 14; 62,64; 74) zum Begrenzen der durch den Verbrennungsfiruck ti der Brennkammer verursachten Relativbewegung zwischen dem Steuerkolben (4,45,5,60, 70>--nd dem Differentialdruckkolben (25).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Steuerkolben (4) ebenfalls ein Differentialdruckkolben ist, der zwischen der Brennkammer (30) und einem Reservoir (41) in einem -to Hydrauliksystem arbeitet; und

b) die Vorrichtung (44) zum Begrenzen der Bewegung des Steuerkolbens (4) eine Einrichtung (43) enthält zum Steuern des Durchflusses von Hydrauliköl in dem Hydrauliksystem ansprechend auf die durch den Verbrennungsdruck verursachte Kolbenbewegung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) eine Außenfläche hat, die so geformt ist, daß sie den Strom einer Flüssigkeit, der sich von den Einspritzkanälen (33) zu der Brennkammer (30) bewegt, führt.

. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Begrenzen der Relativbewegung des Steuerkolbens (45) eine Einrichtung (46) aufweist, die ihn in einer festen Position hält, während sich der Differentialdruckkolben (25) infolge des Verbrennungsdruckes bewegt,

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialdruckkolben (25) und der Steuerkolben (4; 45; 5; 60; 70) koaxial angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) ein inneres Fluidreservoir (41) variablen Volumens enthält, das über eine Leitung (43) mit einer Fluidzufuhr verbunden und durch einen feststehenden, stangenförmigen Kolben (44, 54) verschlossen ist, durch den hindurch sich die Leitung (43, 53) erstreckt und der je nach der Relativsteuung des Steuerkolbens (4, 5) mehr oder weniger tief in das Fluidreservoir (41,51) eindringt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidreservoir (4J) über eine Brennstoffzuführleitung (43) mit der Brennstoffzufuhr und Ober einen Einspritzkanal (42) mit der Brennkammer (30) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (43, 53) in dem stangenförmigen Kolben (44, 54) für die Einleitung und das Ablassen eines Steuerfluids in das bzw. aus dem Fluidreservoir (41,51) vorgesehen ist und daß die Leitung (43, 53) eine Vorrichtung zum Steuern der Durchflußgeschwindigkeit des aus dem Fluidreservoir unter der Wirkung des Verbrennungsdrucks in der Brennkammer (30,50) durch die Relativbewegung des Steuerkolbens (4. 5) verdrängten Fluids enthält

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Steuern der Durchflußgeschwindigkeit eine Konturanordnung an dem stangenförmigen Kolben (54) und an dem Steuerkolben (S) aufweist die gemeinsam den Strom von Fluid aus dem Fluidreservoir (51) zu der Leitung (53) in Abhängigkeit von der Relativposition des stangenförmieen Kolbens (54) und des Steuerkolbens (5) verändern.

10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Vorrichtung zum Steuern der Durchflußgeschwindigkeit weiter enthält:

1. mehrere öffnungen (55,56) für den Fluiddurchfliiß zwischen dem Fluidreservoir und der Leitung (53), und

2. zusammenwirkende Teile des stangenförmigen Kolbens (54) und des Steuerkolbens (5), die bewirken, daß die mehreren öffnungen im Verlauf der Relativbewegung des Steuerkolbens (5) und des stangenförmigen Kolbens (54) sequentiell blockiert bzw. freigegeben werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Steuerkolben (5) eine am Beginn des Abfeuerzyklus vorgeschobene Position einnimmt, die das Fassungsvermögen des Fluidreservoirs (51) maximiert, und in eine zurückgeschobene Position durch den Verbrennungsdruck während des Abfeuerzyklus gedrückt wird, in der das Fassungsvermögen des Fluidreservoirs (51) minimal ist; und

b) die zusammenwirkenden Teile des stangenförmigen Kolbens (54) und des Steuerkolbens (5) Teile desselben umfassen, die mit dem stangenförmigen Kolben (54) in und nahe der vorgeschobenen sowie der zurückgeschobenen Position des Steuerkolbens (5) zusammenwirken, so daß die Durchflußgeschwindigkeit des aus dem Fluidreservoir austretenden Fluids am Beginn und am Ende des Hubes des Steuerkolbens (5) kleiner als in der Mitte des Hubes ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet,

a) daß der stangenförmige Kolben (54) in der Bohrung des Steuerkolbens (5) axial geführt ist und mit einem Ende^;in dem Bewegungsbereich des Steuerkolbens (5) angeordnet ist;

b) daß die Leitung (53) sich über die Länge des stangenförmigen Kolbens erstreckt und Zweigdurchlässe (55, 56) aufweist die an mehreren Stellen dieses Kolbens in der Nähe von dessen Ende, aber in etwas unterschiedlichen Abständen von diesem Ende münden;

c) daß der Steuerkolben (5) ein Hohlzyünder mit einem axialen Hohlraum (52) ist, der ein verschlossenes Ende hat, das den Steuerkolben gegen die Brennkammer (50) abschließt, und ein offenes Ende aufweist, in welches der stangenförmige Kolben (54) mit seinem Ende eingeschoben ist, das die Zweigdurchlässe (55, 56) aufweist;

d) daß der axiale Hohlraum (52) das Fluidreservoir (51) enthält, von welchem ein zentraler Teil so bemessen ist, daß er Abstand von dem stangenförmigen Kolben (54) aufweist, und Endteile aufweist, die so bemessen sind, daß sie mit diesem Kolben genau zusammenpassen;

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wodurch der Fluidstrom aus dem Fluidreservoir (51) an den Hubenden des Steuerkolbens begrenzt ist, wenn die Zweigdurchlässe (55,56) durch die Endteile -des axialen Hohlraums nacheinander versperrt werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidreservoir (41) vor dem Öffnen der Einspritzkanäle (33) in die Brennkammer (30) mit einer Anfangsmenge an Treibstoff gefüllt ist

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der Steuerkolben (60) mit einem Basisteil (66) eine Kolbenbaugruppe (6) bildet, bei der

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