DE3546235C1 - Einspritzvorrichtung fuer fluessige Treibmittel bei Kanonen sowie eine Fluessigkeitskanone selbst - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für flüssige Teibmittel bei Kanonen, wobei die Einspritzvorrichtung eine Pumpkammer zur Aufnahme des Treibmittels, einen axial darin beweglichen Pumpkolben sowie eine Einrichtung zum dosierbaren Öffnen und Schließen von Öffnungen einer zu­ mindest teilweise um eine Brennkammer in etwa radial zur Austragsrichtung eines Geschosses angeordneten Injektor­ fläche aufweist sowie eine Flüssigkeitskanone mit mindestens einer dieser Einspritzvorrichtungen.

Eine solche Anordnung ist aus der DE-PS 22 26 175, die ein Ventil zur Steuerung der Treibmittelzufuhr in die Brennkammer einer automatischen Feuerwaffe betrifft, bekannt. Dabei enthält die Feuerwaffe ein Waffengehäuse, in dem ein Lauf mit Bohrung starr angebracht ist. Das Hinterende der Bohrung ist in Kammern aufgeteilt, um ein Geschoß aufzunehmen und eine Brennkammer zu bilden, deren, dem Geschoß gegenüberliegendes Ende mit einem Verschluß abge­ dichtet ist. Die Umfangsfläche der Brennkammer zwischen der Geschoßkammer und dem Verschluß ist teilweise als Injektorfläche ausgebildet. Unter dem Begriff Injektor­ fläche wird eine mit einer Vielzahl von Durchflußöffnungen für das flüssige Treibmittel versehene Fläche verstanden.

Ein Steuerschieber ermöglicht es, je nach Position, den Zuflußöffnungsquerschnitt der Injektorfläche durch ent­ sprechende Parallelverschiebung freizugeben.

Aus der DE-PS 17 28 077 ist ein Differenzdruckkolben-Brenn­ kammersystem zur Erzeugung von Treibgasen insbesondere für Schußwaffen bekannt. Die Einspritzung des Brennstoffes und Sauerstoffes beziehungsweise Sauerstoffträgers in die Brennkammer erfolgt dabei axial in Bezug auf die Austrags­ richtung des Geschosses über entsprechende Zuführleitungen und -kammern. Die in den Brennraum eingespritzten Teilmengen der beiden Treibstoffkomponenten reagieren hypergol. Mit einsetzendem Brennprozeß steigt der Druck im Brennraum und treibt den Differenzdruckkolben zurück, wodurch die weitere Einspritzung der in den Zuteilungskammern vorge­ lagerten weiteren Menge der beiden Treibstoffkomponenten bewirkt wird.

Die DE-OS 27 25 925 zeigt eine Pumpvorrichtung für ein Geschütz mit flüssigem Treibmittel. Das in eine Pumpkammer gegebene Treibmittel wird über in einem Kopfteil eines Pumpkolbens angeordnete Kanäle axial in die Brennkammer eingespritzt. Eine koaxial zum Pumpkolben angeordnete und verschiebbare Hülse dient mit ihrem vergrößerten Kopf zur Steuerung des Treibmittelflusses und der Treibmittelmenge.

Sämtliche der vorgenannten bekannten Anordnungen sind in der konstruktiven Gestaltung und Zuordnung der einzelnen Bauteile beziehungsweise deren Bewegungsablauf relativ kompliziert. Insbesondere aber ist nachteilig, daß die Treibstoffzuführung nur in relativ großen Mengenabstufungen dosierbar ist. Darüber hinaus erfolgt auf Grund der konstruk­ tiven Gestaltung bei den Anordnungen, die eine radiale Treibstoffzufuhr in die Brennkammer vorsehen (DE-PS 22 26 175) diese nur an einem Ende oder nach und nach über den Brenn­ raumquerschnitt wandernd, so daß eine über den Brennraum unterschiedliche Druckentwicklung die Folge ist, die eine Reproduzierbarkeit der Innenballistik erschwert.

Unterschiedliche Geschosse benötigen eine unterschiedliche Treibmittelzufuhr und Steuerungsmöglichkeit der Treib­ mitteleindüsung, die die bekannten Anordnungen gleichfalls nicht zur Verfügung stellen können. Gleiches gilt in Bezug auf eine Veränderbarkeit der Geschoß-Austrittsgeschwindig­ keit beziehungswiese Temperatureinflüsse, zum Beispiel durch ein sogenanntes "Warmschießen" des Rohres.

Zum Teil ist auch die Zuführung der Geschosse bei den bekannten Anordnungen relativ aufwendig (DE-PS 17 28 077).

Nachteilig bei einer Anordnung, wie sie zum Beispiel aus der DE-PS 22 26 175 bekannt ist, ist auch, daß eine Dämpfung der zum Teil mit hohen Geschwindigkeiten beaufschlagten Bauteile nur bedingt möglich ist, wodurch zum Teil erhebliche unerwünschte Material(über)beanspruchungen auftreten, die die Störanfälligkeit der Kanone, insbesondere im Dauer­ betrieb, beeinträchtigen.

Mit der Erfindung sollen die vorbeschriebenen Nachteile soweit wie möglich beseitigt werden, insbesondere soll eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die ein­ fach aufgebaut, betriebssicher und leicht handhabbar ist eine Optimierung der Eindüsung von flüssigen beispielsweise monergolen Treibstoffen in die Brenn­ kammer wie eine quantitative Steuerung des Verbrennungs­ prozesses ermöglicht.

Dementsprechend sieht die Erfindung bei einer Einspritz­ vorrichtung der eingangs genannten Art vor, die Einrichtung zum dosierbaren Öffnen und Schließen der Durchgangsöffnungen in der Injektorfläche durch einen Schieber zu bilden, der relativ, vorzugsweise parallel zur Injektorfläche verschiebbar und mit Durchflußöffnungen versehen ist, wobei der Schieber selbst durch das Treibmittel, eine separate Startladung und/oder den Pumpkolben unmittelbar oder mittelbar verschiebbar ist.

Durch die Ausbildung des Schiebers mit Durchflußöffnungen für das Treibmittel wird es möglich, einerseits eine voll­ ständige Abdichtung des Brennraumes mit ihrer peripheren Injektorfläche gegenüber der Pumpkammer (mit dem Treib­ mittelvorrat) zu erreichen, indem beispielsweise ein da­ zwischen (also auf der Injektorfläche) angeordneter Schieber so gegenüber der Injektorfläche zur Anlage gebracht wird, daß die Flächen zwischen den Öffnungen des Schiebers die Durchgangsöffnungen der Injektorfläche abdecken. Umgekehrt können durch entsprechende Axial- oder Drehverschiebung des Schiebers die Schieberöffnungen mit den Öffnungen der Injektorfläche zur Deckung gebracht werden, so daß das Treibmittel aus der Pumpkammer durch beide strömen und in die Brennkammer eingespritzt werden kann.

Dabei ist es im Sinne einer schnellst möglichen, plötzlichen Öffnungsbewegung des Schiebers vorteilhaft, wenn dieser nicht über ein eigenes, mechanisches Verstellorgan, sondern mittels des durch eine separate Startladung auf­ gebrachten Druckes, gegebenenfalls mittelbar über das Treibmittel und/oder den Pumpkolben, in der beschriebenen und gewünschten Weise versetzt wird. Dieser Erfindungsge­ danke läßt verschiedene konstruktive Ausführungsformen zu.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß Schieber, Injektorfläche und/oder Pumpkolben entlang ihrer Längserstreckung zumindest auf Teilabschnitten ihrer korrespondierenden Oberflächen mit Schrägflächen (bzw. Konen) ausgebildet ist (sind). Es kann so zum Beispiel bei einer Ausführungsform, bei der der Schieber und der Pumpkolben als zueinander koaxiale Bauteile gestaltet sind, die Anordnung der Schrägflächen entlang der Längs­ erstreckung der Bauteile so vorgenommen werden, daß in einer Position zwischen beiden ein Ringspalt gebildet wird, der dann die Pumpkammer für das Treibmittel bildet und in einer anderen Position (nach Relativverschiebung der Bauteile zueinander) unter Herauspressen des Treib­ mittels beide dichtend zur Anlage gebracht werden, wobei auf Grund des sich bei der Verschiebung verjüngenden Ringspal­ tes und der damit verbundenen Einengung des Zuflusses des Treibmittels zu den Einspritzdüsen gleichzeitig eine Dämpfung der Relativgeschwindigkeit der Teile zueinander bei sich annäherndem Pumpkolben erfolgt.

Diese Ausbildung hat aber auch weitere Vorteile.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß vor dem einen Ende des Pumpkolbens eine Druckkammer an­ geordnet ist, die vorzugsweise mit der Brennkammer über eine Verbindungsleitung zum Gastransport in Verbindung steht. Wird dann zum Beispiel in der Brenn­ kammer eine Startladung gezündet, so baut sich innerhalb kürzester Zeit in der Druckkammer ein Gasdruck auf, der den Pumpkolben wegdrückt. Dabei wird über das Treibmittel in der Pumpkammer mittelbar auch ein Druck auf den vor Zündung der Startladung gegenüber der Injektorfläche fest verschlossenen Schieber aufgebracht, so daß sich dieser aus seiner Flächenpressung löst.

Sind Pumpkolben und Schieber, wie es eine weitere vorteil­ hafte Ausgestaltung der Erfindung vorsieht, als rotations­ symmetrische Bauteile und auf über ihren korrespondierenden Oberflächen angeordnete Kurvennuten beziehungsweise Kurven­ rollen drehbar gegeneinander geführt, so wird gleichzeitig eine Drehverschiebung des Schiebers erfolgen. Durch ent­ sprechende Bemessung der Kurvennut beziehungsweise Kurven­ rollen kann der Verschiebeweg so eingestellt werden, daß anschließend die Durchgangsöffnungen des Drehschiebers fluchtend mit denen der Injektorfläche sind und damit ein über die Injektorfläche gleichmäßiges und damit opti­ males Eindüsen des Treibmittels ermöglicht wird.

Besonders vorteilhaft ist dabei, daß nahezu ohne Zeitver­ zögerung und gleichmäßig über die Injektorfläche ein Frei­ legen sämtlicher Durchgangsöffnungen bei gleichzeitig hohem Einspritzdruck ermöglicht wird. Der Einspritzdruck wird dabei insbesondere von der Geschwindigkeit des Pump­ kolbens und durch die Größe der Einspritzdüsen des Injektor­ abschnittes beeinflußt.

Vorzugsweise sind die korrespondierenden Teile der Injektor­ fläche beziehungsweise des Schiebers mit gegenläufigen Schrägflächen versehen, so daß bei der Rückführung des Schiebers nach der Treibmitteleindüsung dieser auf die entsprechende Schräge der Injektorfläche regelrecht aufge­ preßt werden kann, wobei die Rückführung des Schiebers vorzugsweise über die beschriebenen Kurvenrollen in der Kurvennut des Pumpkolbens erfolgt.

Um eine sichere Führung des Drehschiebers relativ zum Pumpkolben zu gewährleisten, sieht eine vorteilhafte Ausge­ staltung der Erfindung vor, daß der Pumpkolben über eine zweite Nut und eine zweite Kurvenrolle gegen Verdrehen festgehalten wird.

Während eine Ausführungsform der Erfindung vorsieht, zwei oder mehrere Pumpkammern um den Ladungs- oder Brennraum herum anzuordnen, umfaßt die Erfindung auch solche Systeme, die eine ringförmige Pumpkammer aufweisen.

Bei der ersten Ausführungsform wird die Injektorfläche nur über die den jeweiligen Pumpkammern zugeordneten Ab­ schnitte des Brennraumes vorgesehen, während bei der zweiten Ausführungsform mit ringförmiger Pumpkammer eine vorzugs­ weise zylinderförmige Injektorfläche den Ladungsraum umfaßt. Dabei sind dann auch der Schieber und der Pumpkolben vor­ zugsweise als Hülse beziehungsweise Ringkolben gestaltet, während bei der Ausführungsform mit mehreren, um die Brenn­ kammer herum angeordneten Pumpkammern eine zylinderförmige Schieberhülse um den Pumpkolben geführt sein kann, wobei die Schieberhülse dann auf einer entsprechend gekrümmt gestalteten Außenfläche des Injektorbereiches geführt ist.

Beide Ausführungsvarianten werden nachstehend noch näher beschrieben.

In einer konstruktiven Ausbildungsvariante ist vorgesehen, an dem in Bewegungsrichtung des Pumpkolbens (Pfeilrichtung A) hinteren Ende des Schiebers eine Vorspann-(Federungs)ein­ richtung anzuordnen, zum Beispiel eine auf einem Axial- Wälzlager angeordnete Ringfeder.

Diese Federanordnung sorgt dann auch dafür, daß nach An­ schlag des Pumpkolbens gegen den Drehschieber bei einem Absinken des Gasdruckes der Drehschieber in der beschrie­ benen Weise auf die Injektorfläche sicher zurückgeführt wird, und durch die über den Kegel übersetzte Federkraft - nach Rückführung des Schiebers in die Ausgangsstellung - eine sichere Abdichtung zwischen Schieber und Injektor­ fläche gegeben ist.

Auch bei einer Ausführungsform, bei der der Steuerschieber die Begrenzungswand der Brennkammer bildet und die In­ jektorfläche zwischen Steuerschieber und Pumpkolben ange­ ordnet ist, schlägt die Erfindung in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine entsprechende Federlagerung vor, damit der Schieber nach einem Druckabfall sicher wieder in die dichtende Anlage gegenüber der Injektorfläche zurückge­ führt werden kann.

Unabhängig von der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Ring-Pumpkammer um den Brenner herum oder mit getrennten Pumpkammern bietet die erfindungsge­ mäße Gestaltung die Möglichkeit einer auch feinen Dosierung der Treibmittelzugabe.

Hierzu sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, an einem Ende des Pumpkolbens einen Anschlag für eine Zug­ oder Schubstange anzubringen, die über einen entsprechenden Antrieb eine einstellbare Führung des Pumpkolbens ermöglicht, wodurch dann auch der Treibmittel- Vorratsraum eingestellt werden kann. Diese Einrichtung ermöglicht gleichzeitig zum Beispiel bei einem Schießabbruch, ein Herausziehen/ Vordrücken des Pumpkolbens und damit eine Entleerung der Pumpkammer über ein entsprechend angeschlossenes Ventil.

Um bei einer Ausführungsform mit Kurvenrollen und Kurven­ nut zur drehbaren Führung des Schiebers bei den entsprechen­ den Zwangsbewegungen des Pumpkolbens dann eine Verschiebung (Verdrehung) des Schiebers zu verhindern, wird vorzugsweise ein Entriegelungszylinder vorgesehen, der die entsprechende Kurvenrolle aus der Kurvennut hebt, solange der Pumpkolben zwangsgeführt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind sowohl monergole als auch diergole (hypergole) Treibstoffe einsetzbar. So können zum Beispiel bei der Ausführungsform mit mehreren voneinander getrennten Pumpkammern um den Ladungs- oder Brennraum herum diesen unterschiedliche Treibmittel zuge­ führt werden, die erst nach Eindüsung durch den Injektor­ bereich aufeinander treffen und in der Brennkammer re­ agieren.

Insgesamt schafft die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihrem regenerativen Flüssigkeitsantrieb auf Grund der konstruktiven Gestaltung eine verbesserte und insbesondere steuerbare Innenballistik, die einen Einsatz sowohl in Panzer- als auch Artilleriekanonen unterschiedlicher Ka­ liber ermöglicht. Durch die frei dimensionierbare Injektor­ fläche wird ein kontrollierter Abbrand erreicht. Durch die konstruktive Zuordnung der Bauteile werden zusätzliche Elemente zur Kolbenbremsung überflüssig gemacht. Vielmehr übernimmt der Treibstoff selbst diese Aufgabe, der darüber­ hinaus mit hohem Einpreßdruck in den Brennraum eingedüst werden kann.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Gestaltung kann die Start­ ladung auch unterschiedlich zur Verfügung gestellt werden. Zum einen ist eine Beiladung am Geschoß (vorzugsweise bei der Ringkolben-Anordnung) möglich. Es kann aber auch eine Teilmenge Treibstoff durch Fremdenergie eingespritzt werden. Schließlich ist ein Bereithalten einer Menge Treib­ stoff in einer entsprechenden Vorkammer möglich.

Eine Flüssigkeitskanone erfordert einen gasdichten Verschluß, der nicht nur während des Schusses dicht ist. Bei eventu­ ellen Undichtigkeiten der Pumpkammer wird nämlich der austretende Treibstoff im heißen Rohr vergast und darf dann nicht auf die Mannschaft einwirken.

Insoweit sieht eine vorteilhaft Ausgestaltung der Erfindung in besonders einfacher Weise vor, die Bauteile gegenein­ ander durch entsprechende Dichtringe zusätzlich entsprechend abzudichten. Gerade bei rotationssymmetrischen Bauteilen läßt sich dies leicht erreichen. Hierin liegt ein weiterer Vorteil der Erfindung.

Indirekt ergibt sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung auch noch der Vorteil, daß eine besonders leichte Beschickung der Kanone mit neuen Geschossen ermöglicht wird.

Durch die radiale Einspritzung und entsprechende Anordnung der Bauteile der Einspritzvorrichtung kann der Raum in Verlängerung des Rohres zur Aufnahme des Geschosses nach hinten (hinter der Brennkammer) verlängert werden, wobei über den dort gebildeten entsprechenden Rohrabschnitt die neuen Geschosse zugeführt werden. Dies kann durch eine automatische Steuerung besonders einfach erfolgen. Ein relativ einfacher Verschluß, der vorzugsweise senkrecht zur Austragsrichtung des Geschosses bewegbar (verschwenkbar) ist, dichtet die Brennkammer zuverlässig beim Schuß ab. Vorzugsweise wird ein Pilzverschluß vorgesehen, wie er beispielsweise von Artilleriekanonen bekannt ist. Weitere Merkmale der Erfindung sind durch die weiteren Patent­ ansprüche sowie die übrigen Beschreibungsunterlagen gegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbei­ spiele näher erläutert.

In Fig. 1 ist dabei ein Längsschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Flüssigkeitskanone mit einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine Quer­ schnitt-Ansicht, wobei der Schnitt im Bereich der Brenn­ kammer gelegt ist.

Während das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 eine Flüssigkeitskanone mit zwei, an gegenüberliegenden Enden des Brennraumes angeordneten Pumpkammern zeigt, ist in

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitskanone mit einer Ring- Pumpkammer im Längsschnitt dargestellt.

Die Flüssigkeitskanone gemäß Fig. 1 weist ein Bodenstück 10 auf, das in etwa einen Rechteckquerschnitt zeigt (Fig. 2). Das Bodenstück 10 zeigt mittig eine runde Bohrung 12. Etwa in der Mitte der Längserstreckung der Bohrung 12 ist eine Brennkammer 14 vorgesehen, die einen gegenüber der Bohrung 12 vergrößerten Querschnitt aufweist. In dem (mit Bezug auf die Brennkammer 14) vorderen Teil 12a (in Fig. 1: links von der Brennkammer 14) ist die Bohrung 12 von einem Rohr 16 umgeben, das zur Aufnahme eines Ge­ schosses 18 dient.

Der hintere Teil 12b der Bohrung 12 hat im wesentlichen einen gleichen Querschnitt wie der vordere Teil 12a. Un­ mittelbar im Anschluß an die Brennkammer 14 mündet jedoch in die Bohrung 12b ein senkrecht zu dieser (und senkrecht zur Zeichnungsebene) verlaufender Querkanal 20 ein. Während die in Fig. 1 linke Seite des Querkanals 20 eine dem Durchmesser der Bohrung 12b entsprechende Höhe aufweist, verläuft der Querkanal 20 von dort aus mit einem sich konisch erweiternden Abschnitt 20a, an den sich ein Ab­ schnitt 20b mit rechteckigem Querschnitt anschließt, von dem aus eine Stufe 21 nach außen verläuft, der ein weiterer Abschnitt 20c mit gleichbleibendem Querschnitt folgt. Die Bohrung 12b ist in dem von dem Querkanal 20 durchsetzten Bereich entsprechend erweitert ausgebildet.

In dem Querkanal 20 sitzt ein Verschlußkeil 23 mit einem Pilzverschluß 22 ein, wie er beispielsweise von Artillerie­ kanonen bekannt ist. Der Pilzverschluß 22 kann durch Ver­ schwenken innerhalb des Querkanals 20 nach dem Öffnen des Verschlußkeils 23 durch Verschieben im Querkanal 20 aus dem Bereich der Bohrung 12b weggeführt werden, wodurch die Bohrung 12b zum Nachführen eines Geschosses 18 in das Rohr 16 frei wird.

Die Form der Brennkammer 14 ergibt sich insbesondere aus Fig. 2. Sie weist im wesentlichen einen schräggestellten Rechteckquerschnitt auf. Die schmalen Seitenflächen werden von als Injektorflächen 24 ausgestalteten Bereichen ge­ bildet. Die Injektorflächen 24 sind in Bezug auf die Bohrung 12 als konvex verlaufende Teilzylinderabschnitte gestaltet und weisen radial verlaufende Durchgangsöffnungen 26 auf, vorzugsweise - wie in Fig. 2 dargestellt - mit sich zum Brennrauminneren konisch erweiternder Form. An den dem Brennraum 14 abgewandten Bereichen der Injektorflächen 24 schließt sich jeweils eine Pumpkammer 28 an, wobei deren konstruktive Gestaltung und die daran angeordneten Bauteile nachstehend anhand der gemäß Fig. 2 oberen Pump­ kammer 28a näher erläutert wird, wobei der Aufbau der diagonal gegenüberliegenden Pumpkammer 28b mit zugehörigen Bauteilen entsprechend ist.

Die Pumpkammer 28a verläuft von dem gemäß Fig. 1 linken Ende des Bodenstückes 10 als zylinderförmige Bohrung bis kurz vor den rückwärtigen Wandbereich 10a des Bodenstückes 10 und bildet so eine Art Sackbohrung. In der Pumpkammer 28a sitzt, ausgehend vom linken offenen Ende 30, ein hülsen­ förmiger Drehschieber 32 ein und verläuft bis etwas hinter den Bereich der Injektorfläche 24. Die Injektorfläche 24 und der zugehörige Umfangsabschnitt der Pumpkammer 28a sind in diesem Bereich in Richtung auf die Rückwand 10a des Bodenstückes 10 konisch sich leicht verjüngend ausge­ bildet.Es ergibt sich insgesamt eine leichte Kegelstumpf­ form, wobei der Durchmesser zur Wand 10a hin abnimmt. Auch der zugehörige Umfangsabschnitt des Drehschiebers 32 ist entsprechend konisch verjüngt (zur Rückwand 10a hin) ausgebildet, während seine Innenfläche 32a in diesem Bereich mit umgekehrter Konizität gestaltet ist, das heißt die Durchbohrung des Drehschiebers 32 öffnet sich zur Wand 10a hin immer mehr.

Weiterhin ist der mit der Injektorfläche 24 in Berührung stehende Teilabschnitt des Drehschiebers 32 mit radial verlaufenden Durchbohrungen 34 ausgebildet, während der Injektorfläche 24 zugewandte Bereiche etwa einen gleichen Durchmesser aufweisen, wie die dem Drehschieber 32 zuge­ wandten Bereiche der Durchgangsöffnungen 26 in der In­ jektorfläche 24.

An den konisch gestalteten Bereich des Drehschiebers 32 schließt sich in Richtung auf das offene Ende 30 der Pump­ kammer 28a ein kurzer zylinderförmiger Abschnitt 36 an, der dann sich mit einem zylinderförmigen Abschnitt 38 gleichen Innendurchmessers, aber mit kleinerem Außendurch­ messer, fortsetzt.

ln dem Raum zwischen Umfangsfläche des zylinderförmigen Abschnittes 38 und der Wand der Pumpkammer 28a sitzt eine zylinderförmige Muffe 40 ein, die bis kurz vor die Stufe 42 des Drehschiebers 32 verläuft und dabei einen Raum 44 ausbildet. In diesem Raum 44 ist ein Axial-Wälzlager 46 und eine in Richtung auf die Rückwand 10a des Boden­ stückes 10 davor angeordnete Ringfeder 48 angeordnet, die gegen die Stufe 42 des Drehschiebers 32 drückt.

Von der Stirnwand 50 der Pumpkammer 28a verläuft ein erster zylinderförmiger Abschnitt 52, an den sich ein zweiter zylinderförmiger Abschnitt mit größerem Durchmesser bis in den Bereich der Stirnfläche 56 des Drehschiebers 32 anschließt, mit einer kleinen Stufe nach außen bei 56.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, bildet der Übergangsbereich zwischen den zylinderförmigen Abschnitten 52, 54 gleichzeitig eine Anschlagfläche 58 für den in der Pumpkammer 28a ge­ führten Pumpkolben 60. Der Pumpkolben 60 weist an seinem (gemäß Fig. 1 rechten) Ende einen zylinderförmigen Ab­ schnitt 60a auf, dessen Durchmesser dem der Pumpkammer 28a in diesem Bereich entspricht. An diesen Abschnitt 60a schließt sich ein in Richtung auf das gegenüberliegende Pumpkolbenende 60b konisch verjüngender Abschnitt 60c an, der kurz vor der Stirnfläche 56 des Drehschiebers 32, wo die kleine nach außen verlaufende Stufe 57 der Pumpkammer gebildet ist, bis zum Ende 60b in einen zylinderförmigen Abschnitt 60d übergeht.

Auf diese Weise wird bei einer Position der Teile, wie im oberen Teil der Fig. 1 dargestellt, ein ringförmiger Hohlraum 62 zwischen dem zylinderförmigen Abschnitt 54 der Pumpkammer 28a und dem konischen Abschnitt 60c des Pumpkolbens 60 beziehungsweise dem konischen Abschnitt 32a des Drehschiebers 32 und dem zylinderförmigen Abschnitt 60d des Pumpkolbens 60 mit dem Übergangsbereich kurz vor der Stirnfläche 56 des Drehschiebers 32 ausgebildet. Der ringförmige Hohlraum 62 dient als Raum zur Aufnahme eines Treibmittels, das über ein im Bodenstück 10 angeordnetes Ventil 64 über eine im Drehschieber angeordnete Öffnung 65 zugeführt werden kann.

Im zylinderförmigen Abschnitt 60d des Pumpkolbens 60 ist im Bereich der zylinderförmigen Abschnitte 36, 38 des Drehschiebers 32 eine Kurvennut 66 vorgesehen, in der eine auf dem Drehschieber 32 angeordnete Kurvenrolle 68 geführt ist. Die Gestaltung der Kurvennut 66 wird nach­ stehend noch näher beschrieben.

Weiterhin ist am eingangsseitigen Ende 30 der Pumpkammer 28a ein in einem Gehäuse angeordneter Entriegelungszylinder 70 vorgesehen, der senkrecht zum Pumpkolben 60 bewegbar ist und an seinem freien Ende eine Kurvenrolle 72 aufweist, die in eine korrespondierende Axialnut 74 auf der Ober­ fläche des Pumpkolbens 60 eingreift. Der Entriegelungs­ zylinder 70 beziehungsweise sein zugehöriges Gehäuse ist am Bodenstück 10 beziehungsweise an der Muffe 40 befestigt.

Am stirnseitigen Ende 60b weist der Pumpkolben 60 eine mit einer Mittenöffnung versehene Anschlagscheibe 61a auf, durch die eine koaxial zum Pumpkolben 60 verlaufende Zugstange 76 sich erstreckt, die endseitig eine eigene Anschlagscheibe 61b aufweist, so daß über die Zugstange 76 der Pumpkolben 60 entgegen der Pfeilrichtung A in seinem Bewegungsweg begrenzt werden kann, beim Pump- und Einspritz­ vorgang die Zugstange jedoch nicht wirkt. Die Zugstange 76 kann beispielsweise als Zahnstange ausgebildet sein. Diese verläuft über einen Antrieb 78.

Der zylinderförmige Abschnitt 52 am stirnseitigen Ende 50 der Pumpkammer 28 steht über eine Verbindungsleitung 80 mit der Brennkammer 14 in Verbindung.

Alle Bauteile sind vorzugsweise über geeignete Dichtungen, wie sie auch in der Zeichnung an verschiedenen Stellen eingezeichnet sind, gasdicht gegeneinander abgedichtet.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt. Ein Geschoß 18 wird im Rohr 16 positioniert, vorzugsweise durch Einschieben über die Bohrung 12b bei weggeklapptem Pilzverschluß 22 und durch die Brennkammer 14 (Fig. 1). Der Verschluß wird dann wieder in den Weg der Bohrung 12b vorgeschoben und dichtet die Brennkammer 14, ebenso wie das Geschoß 18 gegenüber,sicher ab. Der Schuß wird durch Zünden einer Startladung eingeleitet. Die Startladung kann zum Beispiel durch eine am Geschoß 18 befestigte Beiladung pyrotechnisch bewirkt werden. Es ist aber auch möglich, die Anzündung der Ladung durch Einspritzen einer Teilmenge Treibstoff durch Fremdenergie, welche zum Beispiel durch Spannen einer Feder beim Verschlußöffnen abgezweigt und gespeichert wird, vorzunehmen. Der durch die Startladung freigesetzte Druck geht über die Leitung 80 in den zylin­ derförmigen Abschnitt 52, der dann als Druckkammer wirkt. Ebenso wäre es möglich, auf die Leitung 80 zu verzichten und die Startzündung unmittelbar in dem zylinderförmigen Abschnitt 52 vorzunehmen. Durch den plötzlichen Druckanstieg wird der zylinderförmige Abschnitt 60a des Pumpkolbens 60 druckbeaufschlagt und von der Anschlagfläche 58 weggedrückt.

Vor dem Zünden einer Startladung ist die Pumpkammer selbst fest verschlossen. Dabei deckt der Drehschieber 32 mit seinem kelgelstumpfförmigen Abschnitt 33 die Injektorfläche 24 sicher ab, indem die Zuordnung der Teile so ist, daß keine Überdeckung der Durchgangsöffnungen des Drehschiebers 32 beziehungsweise der Injektorfläche 24 erfolgt. Der Drehschieber 32 ist über die Wirkung der Ringfeder 48 mit hoher Kraft auf die gleichfalls mit einer gewölbten Auflaufschräge ausgebildete Injektorfläche 24 (siehe Fig. 2) beziehungsweise den zugehörigen Abschnitt der Pumpkammer 28a aufgedrückt.

Durch den plötzlichen Druckaufbau in der Druckkammer 52 wird der Pumpkolben 60 zunächst ein kleines Stück in axialer Richtung von der Anschlagfläche 58 weggeführt, wobei das Treibmittel in der Pumpkammer etwas verdichtet wird. Dies reicht aus, damit der Drehschieber 32 um einen ebenso kleinen 8etrag in gleicher axialer Richtung gegen die Kraft der Ringfeder 48 verschoben wird, so daß er sich aus seiner Pressung insbesondere gegenüber der Injektor­ fläche 24 löst. Unmittelbar daran anschließend ist auch eine Verdrehung des Schiebers 32 möglich, was über die Kurvennut 66 in der Kolbenstange des Pumpkolbens 60 und die darin geführte Kurvenrolle 68 auf der Innenfläche des Drehschiebers 32 erfolgt. Hierdurch wird bei weiterem Vorschub des Pumpkolbens 60 eine gezielte Drehung des Schiebers 32 erreicht und damit eine Überführung desselben in eine Position, bei dem die Einspritzöffnungen 34 mit den entsprechenden Bohrungen 26 in der Injektorfläche 24 zur Deckung gebracht werden, so daß das in der ringför­ migen Pumpkammer 28a befindliche Treibmittel in die Brenn­ kammer 14 eingedüst werden kann.

Der Pumpkolben 60 selbst wird über die Axialnut 74 und zugehörige Kurvenrolle 72 gegen Verdrehen festgehalten.

Während die Axialverschiebung des Drehschiebers 32 durch das Wälzlager 46 begrenzt wird, wird der Pumpkolben 60 weiter in axialer Richtung beschleunigt, da in der Brenn­ kammer 14 durch Verbrennung der Treibmittel entstehender Druck über die Leitung 80 auch weiter in den rückwärtigen Teil der Pumpkammer 28a hinter den Abschnitt 60a geführt wird. Auf Grund der entsprechenden Relativverschiebung und der erfindungsgemäßen Ausbildung von Drehschieber 32 mit Innenkonus 32a und Pumpkolben 60 mit korrespondieren­ dem Außenkonus 60c wird der ringförmige Hohlraum 62 der Pumpkammer 28a immer mehr verkleinert und entsprechend immer mehr Treibmittel über die Injektorfläche 24 ausge­ drückt. Gegen Ende des Pumpkolbenhubs sorgt die Kurvennut 66 durch ihre Gestaltung dafür, daß der Drehschieber 32 zurückgeführt wird und die Düsenquerschnitte kontrolliert in Abhängigkeit vom Kolbenhub geschlossen werden, wobei die gewünschte Abbremsung des Pumpkolbens 60 erfolgt. Dabei erfolgt das Zurückführen noch bei Axialdruckeinwirkung auf den Drehschieber 32. Sobald der Pumpkolben 60 mit seinem zylinderförmigen Abschnitt 60a gegen die Stirnfläche 56 des Drehschiebers 32 anschlägt, wird die auf den Pump­ kolben 60 nach Brennschluß wirkende Gaskraft auf den Schie­ ber 32 übertragen. Nach Absinken des Gasdruckes drückt die Ringfeder 48 den Drehschieber 32 dann wieder auf die Injektorfläche 24 und sorgt für eine absolut sichere Ab­ dichtung.

Anschließend kann die Pumpkammer 28a wieder aufgefüllt werden. Dies geschieht über das Ventil 64, wobei gleich­ zeitig der Pumpkolben 60 zurückgeführt wird. Da der Dreh­ schieber 32 sich aber - um eine sichere Abdichtung gegen­ über der Injektorfläche 24 zu gewährleisten - nicht mehr verschieben darf, muß nun der Pumpkolben 60 sich verdrehen lassen. Hierzu dient der Entriegelungszylinder 70, mit Hilfe dessen die Kurvenrolle 72 aus der Axialnut 74 in der Pumpkolbenstange herausgehoben wird.

Der Drehschieber 32 läßt sich infolge seiner Einpressung in den Dichtkonus dabei nicht mehr verdrehen.

Der Befüllvorgang wird so lange durchgeführt, bis der Pump­ kolben mit seinem zylinderförmigen Abschnitt 60a gegen die Anschlagfläche 58 stößt und damit die Ausgangsstellung wieder erreicht ist. Der Hub des Pumpkolbens 60 kann aber auch über die Zugstange 76 (Anschlagscheibe 61b) begrenzt werden, indem diese bei festem Antrieb 78 gegen die Anschlag­ scheibe 61a stößt. Die Zugstange 76 dient gleichzeitig dazu, zum Beispiel bei Schießabbruch, nach Herausnehmen der Kurvenrolle 72 mit Hilfe des Entriegelungszylinders 70 (wie vorstehend beschrieben) den Pumpkolben 60 wie beim Schuß vorzuziehen.

Dabei wird, da der Drehschieber 32 jetzt nicht axial ver­ schoben und gedreht wird, ein sicherer Verschluß der Öff­ nungen 26 in der Injektorfläche 24 gesichert und das Treib­ mittel über das Ventil 64 beziehungsweise die diesem vor­ geordnete Öffnung 66 abgeführt. Anstelle der Zugstangen­ anordnung kann selbstverständlich auch jeder sonstige Verschiebemechanismus eingesetzt werden.

In gleicher Weise wie vorstehend anhand der Pumpkammer 28a beschrieben, ist auch die Pumpkammer 28b gestaltet. In Fig. 1 sind zur besseren Übersichtlichkeit die zuge­ hörigen Pumpkolben 60 beziehungsweise Drehschieber 32 in unterschiedlichen Stellungen angegeben. Die der Pump­ kammer 28a zugehörigen Bauteile sind dabei in der Position unmittelbar vor der Zündung der Startladung dargestellt, das heißt, nachdem die Pumpkammer 28a mit Treibmittel gefüllt ist. Im unteren Teil der Fig. 1 kann man den Pumpkolben 60 in einer vorgedrückten Position erkennen, wo er mit seinem an die Schulter 60a anschließenden kegel­ förmigen Abschnitt 60c gegen die korrespondierende kegelför­ mige Innenwand 32a des Drehschiebers 32 anliegt, wobei gleichzeitig der zylinderförmige Abschnitt 60a gegen die Stirnfläche 56 stößt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel han­ delt es sich um eine Flüssigkeitskanone mit einer ring­ förmigen Pumpkammer 84. Die Ausbildung des Bodenstückes 10 entspricht ebenso wie die des Rohres 16 beziehungsweise der zugehörigen Bohrung 12 mit dem Querkanal 20 und dem darin angeordneten Pilzverschluß 22 weitestgehend der gemäß den Fig. 1, 2.

Im Gegensatz zur vorbeschriebenen Ausführungsform stellt die Injektorfläche jedoch keinen Abschnitt der Wandung der Brennkammer 14 dar. Vielmehr wird die Brennkammer 14, die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 einen kreis­ förmigen Querschnitt aufweist und damit insgesamt eine Zylinderform, auf der Zylinderfläche umlaufend von einem Steuerschieber 86 begrenzt. Der Steuerschieber 86 weist die Form einer zylinderförmigen Hülse auf. Zumindest im Bereich des vorderen Abschnittes der Zylinderfläche (in Fig. 3 der linke Teil) verlaufen eine Vielzahl von Durch­ gangsöffnungen 88 im Abstand zueinander und gleichmäßig über den Umfang verteilt in radialer Ausrichtung durch den Steuerschieber 86.

Der Steuerschieber 86 ist endseitig auf entsprechenden Auflageflächen im Bodenstück 10 beziehungsweise auf dem Rohr 16 gleitbar geführt. An dem dem Pilzverschluß 22 zugewandten Ende ist der zylinderförmige Steuerschieber 86 mit mehreren, im Abstand zueinander angeordneten, und zum freien Ende hin offenen Ausnehmungen 90 versehen. Diese bilden einen Durchgangsbereich für Gaskanäle 92, die nachstehend sowohl konstruktiv als auch bezüglich ihrer Funktion noch mehr beschrieben werden.

An dem den Ausnehmungen 90 gegenüberliegenden Ende schließt sich an die Stirnseite 86a des Steuerschiebers 86 eine umlaufende ringförmige Ausnehmung 94 an, in der eine gegen die Stirnfläche 86a wirkende Steuereinrichtung, zum Beispiel eine auf einem Axial-Wälzlager angeordnete Ringfeder 96, angeordnet ist. Wie Fig. 3 erkennen läßt, ist die Innen­ fläche des Steuerschiebers 86 über ihre gesamte Längser­ streckung vollkommen zylindrisch ausgebildet, während die Außenfläche im vorderen Abschnitt (das ist der mit den Durchgangsöffnungen 88 versehene Abschnitt) mit einer in Richtung auf die Ausnehmung 94 ansteigenden Schrägfläche (Konus) 98 ausgebildet ist, so daß insgesamt eine etwa kegelstumpfförmige Form entsteht.

Auf dem Steuerschieber 86 sitzt außen ein hülsenförmiges Bauteil 100 auf, das mit geringem Abstand vor den korres­ pondierenden Enden des Steuerschiebers 86 endet. Dieses Bauteil 100 verläuft vom freien hinteren Ende (im Bereich der Ausnehmungen 90) parallel zu dem zugehörigen Abschnitt des Steuerschiebers 86 auf diesem, und zwar bis kurz vor den mit den Durchgangsöffnungen 88 versehenen Bereich. Von dort ab schließt sich ein Abschnitt 102 an, dessen dem Steuerschieber 86 zugewandte Innenfläche 102a eine gleiche Steigung aufweist wie die Außenfläche 98 des Steuer­ schiebers 86. Die Außenfläche 102b des Abschnittes 102 weist dagegen eine in Richtung auf das zugehörige freie Ende größere Steigung auf, so daß der Abschnitt 102 an seinem freien Ende mit einer größeren Materialstärke ausge­ bildet ist als an dem Übergangsbereich zu dem hinteren zylinderförmigen Abschnitt. An dem der Ausnehmung 94 zuge­ wandten freien Ende geht der Abschnitt 102 in einen recht­ winklig nach außen abstehenden Ansatz 104 über, an den sich dann wiederum rechtwinklig ein zylinderförmiger Ab­ schnitt 106 in Richtung auf den Pilzverschluß 22 anschließt. Dabei ist die Außenfläche des zylinderförmigen Abschnit­ tes 106 im wesentlichen parallel zur Innenfläche des Steuer­ schiebers 86.

Das Bauteil 100 wird über den zylinderförmigen Abschnitt 106 im Bodenstück 10 ortsfest gehalten.

Der kegelstumpfförmige Abschnitt 102 des Bauteils 100 ist in analoger Weise wie der Steuerschieber 86 mit einer Vielzahl von radial angeordneten Durchgangsbohrungen 108 versehen, die bei diesem Ausführungsbeispiel auch einen Teil der Injektorfläche bilden.

Weiterhin ist in dem Raum zwischen Bauteil 100 und dem umlaufenden Abschnitt des Bodenstückes 10 ein ringförmiger Pumpkolben 112 angeordnet, der mittig eine außenseitig verlaufende Ringnut 114 aufweist. Die hintere Stirnfläche 116 ist in ihrem dem Bauteil 100 zugewandten Abschnitt mit einem ringförmigen Vorsprung 118 in Richtung auf den Pilzverschluß 22 versehen. Sowohl der Vorsprung 118, als auch zwangsweise dann die Stirnfläche 116 stehen im Abstand zu der korrespondierenden Wandfläche 120 des Bodenstücks 10, wodurch ein Raum 121 gebildet wird. Eine Bewegung darüber hinaus gegen die Wandfläche 120 wird verhindert durch die Anordnung eines Kolbens 122, der in einer entsprechenden Ausnehmung im Bodenstück 10 verläuft und gegen dessen Stirnfläche die Stirnfläche 116 zur Anlage bringbar ist. Der Kolben 122 wird nachstehend noch näher beschrieben.

Im übrigen ist die Innenfläche des ringförmigen Pumpkol­ bens 112 wieder leicht konisch ausgebildet, und zwar ver­ läuft die Innenfläche 124 dabei parallel zur Fläche 102b des Abschnittes 102 nach einem ersten rein zylinderför­ migen Abschnitt im Bereich des Vorsprungs 118, in dem zusätzlich auch eine Ringdichtung 126 gegenüber dem Bauteil 100 angeordnet ist.

Am vorderen Ende wird der Pumpkolben 112 mit seiner Außen­ fläche in dem zylinderförmigen Abschnitt 106 des Bau­ teiles 100 geführt, wobei hier ebenso eine Ringdichtung 126 vorgesehen ist, wie in dem Bereich, mit dem der Pump­ kolben 112 am gegenüberliegenden Ende mit seiner Außenfläche im Bodenstück 10 geführt wird.

Der Ansatz 104 wird axial von einer Ventilanordnung 128 durchragt, über die Treibmittel in die Pumpkammer 84 ein­ gegeben werden kann. Die Pumpkammer 84 wird dabei, wie in Fig. 3 dargestellt, durch die Innenfläche 124 des Pumpkolbens 112, die Stirnfläche 132 des Pumpkolbens 112 und die jeweils nach innen weisenden korrespondierenden Flächen des Bauteiles 100 begrenzt. Die Größe der Pumpkammer 84 kann unter anderem durch die Position des Pumpkolbens 112 eingestellt werden, wozu der Kolben 122 mehr oder weniger weit vorgedrückt wird.

Besonders wichtig bei der in Fig. 3 dargestellten Ausfüh­ rungsform ist, daß eine Verbindung von der Brennkammer 14 hinter den Steuerschieber 86 beziehungsweise die Stirn­ fläche 116 des Pumpkolbens 112 geschaffen wird, im darge­ stellten Ausführungsbeispiel durch radial verlaufende Gaskanäle 90 in den Raum 121, um eine Druckzuleitung dahin zu ermöglichen.

Für die dargestellten Ausführungsbeispiele gilt insgesamt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die Pumpkammer (die Pumpkammern) 28a, 28b, 84 vor dem Verschlußbereich (in Austragsrichtung des Geschosses gesehen) angeordnet ist (sind),da dann eine optimale Einspritzung und Ver­ brennung des Treibmittels in die beziehungsweise in der Brennkammer 14 erfolgen kann.

Die Funktionsweise der in Fig. 3 dargestellten Ausführungs­ form ist wie folgt. Mit einer der vorstehend beschriebenen alternativen Möglichkeiten wird eine Startladung aufge­ bracht. Über die Gaskanäle 90 beziehungsweise zugehörigen Ausnehmungen in den einzelnen Bauteilen wird der Gasdruck hinter die rückseitige Stirnfläche des Steuerschiebers 86 beziehungsweise die hintere Stirnfläche 116 des Pump­ kolbens in den Raum 121 geführt. Ist ein bestimmter Druck erreicht, und dies geschieht aufgrund des sehr schnellen Druckaufbaus im Millisekunden-Bereich und darunter, wird der Steuerschieber 86 gegen die Kraft der Feder 96 nach links (Pfeilrichtung A) weggedrückt. Aufgrund der Konizität der korrespondierenden Flächen von Steuerschieber 86 und Bauteil 100 löst sich der verschiebbare Steuerschieber 86 dann leicht vom Bauteil 100 beziehungsweise der entspre­ chenden Injektorfläche 110. Während in der Ausgangsstellung die Bauteile 86, 100 so zueinander ausgerichtet waren, daß die Öffnungen des einen gegen die geschlossenen Bereiche des anderen zur Anlage gelangten, wird jetzt durch die Verschiebung erreicht, daß der Steuerschieber 86 in eine Position gebracht wird, wo seine Durchgangsöffnungen 88 mit denen 108 des Bauteiles 100 fluchten und damit ein Treibmitteldurchgang und ein Einspritzen in die Brennkammer 14 erfolgt. Gleichzeitig wird der Pumpkolben 112 in Pfeilrich­ tung A vorgedrückt und verkleinert den Raum der Pumpkammer 84 kontinuierlich. Aufgrund der mit Neigung ausgebildeten ringförmigen Innenfläche 124 des Pumpkolbens 112 wird dieser durch eine Schräg-/Parallelverschiebung auf die korrespondierende Fläche 102b des Injektorabschnitts 110 aufgeschoben. Hierdurch wird der Zufluß zu den Bohrungen in der Injektorfläche 110 nach und nach eingeengt, so daß ein Wiederabbremsen des Pumpkolbens erfolgt. Nach weiterem Anstieg des Gasdruckes durch die eingespritzte Hauptladung fällt dieser wieder ab, was dazu führt, daß über die Wirkung der Feder 96 der Steuerschieber 86 in die ursprüngliche Position zurückgeführt wird. Die Durch­ gangsöffnungen 86, 110 werden dann erneut gegeneinander verschlossen.

Zum anschließenden neuen Befüllen der Pumpkammer 84 wird über die Ventilanordnung 128 Treibmittel über eine Leitung 129 herangeführt, wobei mit zunehmendem Füllungsgrad der Pumpkolben 112 wieder in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird, die durch einen Anschlag des Kolbens 122 einstellbar ist.

Umgekehrt kann der Kolben 122 auch dazu genutzt werden, die Pumpkammer 84 zu entleeren, wozu er in Pfeilrichtung A vorgeschoben und das Treibmittel über die Ventilanordnung 128 nach außen abgeführt wird.

Fig. 3 zeigt, daß mehrere Kolben 122, beispielsweise vier Stück (davon sind zwei dargestellt) im Abstand zueinander (vorzugsweise gleichen Abstand) angeordnet sind, um einen gleichmäßigen Druck gegen die Stirnfläche 116 des Pumpkolbens 112 ausüben zu können, beziehungsweise diesen gleichmäßig zu halten.

Während in den Ausführungsbeispielen die Injektorflächen 24, 110 als diejenigen Flächen oder Bereiche bezeichnet worden sind, die gehäusefeste Abschnitte bilden, so bilden selbstverständlich aber auch die mit den Durchgangsöff­ nungen 34, 88 versehenen Abschnitte der Schieber 32, 86 "Injektorflächen", zumal die verschiedenen Durchgangsöff­ nungen sowohl nach ihrer Größe als auch Anzahl und Ver­ teilung zueinander in den verschiedenen Bauteilen gleich sein können. Ebenso ist es allerdings möglich, die Schie­ ber 34, 86 beziehungsweise die festen Injektorflächen 24, 110 mit Durchgangsbohrungen unterschiedlicher Größe und Ver­ teilung auszubilden. Eine entsprechende Optimierung ist zum Beispiel von der Größe des auszutragenden Geschosses beziehungsweise dem aufzubringenden Druck abhängig, da durch eine entsprechende Beeinflussung der Eindüsung des Treibmittels in die Brennkammer auch der dabei aufgebaute Druck beeinflußt wird.

Aufgrund der ringförmigen Pumpkammer 84 im Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 3 ist dort nur der Einsatz monergoler Treibstoffe möglich, es sei denn, die ringförmige Pump­ kammer 84 wird beispielsweise durch eine Zwischenwand in zwei halbkreisförmige Abschnitte geteilt.

Wenngleich vorstehend nicht für jedes Bauteil expressis verbis beschrieben, so läßt sich der Zeichnung entnehmen, daß die einzelnen Bauteile gegeneinander durch zahlreiche Dichtungen abgedichtet sind, um insbesondere eine Gasdich­ tigkeit der Bauteile gegeneinander zu gewährleisten. Das Zwillings-Pumpkammersystem gemäß den Fig. 1, 2 weist pro Kammer allerdings nur zwei Bewegungsdichtungen (im Bereich des zylinderförmigen Abschnittes 60a beziehungs­ weise um den gegenüberliegenden zylinderförmigen Endab­ schnitt 60d) und eine quasistatische Dichtung am hülsen­ förmigen Drehschieber 32 auf, was die Betriebssicherheit insgesamt erhöht. Diese relativ wenigen Dichtungen reichen andererseits aufgrund der erfindungsgemäßen konstruktiven Zuordnung der Bauteile aus, um die gewünschte Gasdichtig­ keit zu erreichen. Anstelle der in Fig. 3 dargestellten Ausbildung der korrespondierenden Flächen 124, 102b von Pumpkolben 112 und Bauteil 100 als Schrägflächen können diese auch stufenförmig versetzt und korrespondierend zueinander ausgebildet sein, wodurch einerseits ebenso eine gleichmäßige Druckverteilung erreicht wird, anderer­ seits aber auch die Bremswirkung eines verbleibenden Treib­ mittelrestes uneingeschränkt genutzt werden kann.

Dabei wird die Stufenhöhe möglichst gering gewählt werden, um die in den Durchgangsbohrungen verbleibende Restmenge des Treibmittels zu reduzieren.

Claims (25)

1. Einspritzvorrichtung für flüssige Treibmittel bei Kanonen mit mindestens einer Pumpkammer (28, 84) zur Aufnahme des Treibmittels, jeweils einem darin beweglichen Pumpkolben (60, 112) sowie einer Einrichtung (32, 86) zum dosier­ baren Öffnen und Schließen von Öffnungen (26, 108) einer zumindest teilweise um eine Brennkammer (14) in etwa ra­ dial zur Austragungsrichtung eines Geschosses angeordne­ ten Injektorfläche (24, 110), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einrichtung (32, 86) zum dosierbaren Öffnen und Schließen der Öffnungen (26, 108) der Injektorfläche (24, 110) aus einem relativ, vorzugsweise parallel zur Injektorfläche (24, 110) beweg­ baren mit Durchflußöffnungen (34, 88) versehenen Schieber (32, 86) besteht, wobei der Schieber (32, 86) selbst durch einen auf den Pumpkolben (60,112) wirkenden und durch eine separate Startladung erzeugten Druck verschieb­ bar ist, und daß der Pumpkolben (60, 112) derartig ge­ staltet ist, daß er bei entsprechender Verschiebung gegen­ über dem Schieber (32, 86) und/oder der Injektorfläche (24, 110) die Durchflußöffnungen (34) des Schiebers (32) bzw. der Injektorfläche (110) kontinuierlich gleichzei­ tig abdichtet bzw. wieder frei gibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkolben (60, 112) derart gestaltet ist, daß er bei entsprechender Verschiebung gegenüber dem Schieber (32, 86) und/oder der Injektorfläche (24, 110) die Durchflußöffnungen (34) des Schiebers (32) bezie­ hungsweise der Injektorfläche (110) abdichtet bezie­ hungsweise wieder freigibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32, 86), die Injektorfläche (24, 110) und/oder der Pumpkolben (60, 112) entlang ihrer Längs­ erstreckung zumindest auf Teilabschnitten ihrer korres­ pondierenden Oberflächen mit Schrägflächen (Konen) (32a, 60c, 98, 102a, 102b, 124) ausgebildet ist (sind).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen beziehungsweise Konen (32a, 60c, 98, 102a, 102b, 124) im Bereich der Durchflußöffnungen (26, 34, 88, 108) des Schiebers (32, 86) beziehungsweise der Injektorfläche (24, 110) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektorfläche (24) zumindest einen Teil der Wand der Brennkammer (14) bildet, und der Schieber (32) außen auf der Injektorfläche (24) gleitbar ange­ ordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (86) zumindest einen Teil der Wand der Brennkammer (14) bildet und gegenüber der Injektor­ fläche (110) gleitbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektorfläche (110), der Schieber (32, 86) und/oder der Pumpkolben (60, 112) als rotationssymme­ trische Bauteile ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Druckkammer (52, 121) vor dem einen Ende des Pump­ kolbens (60, 112), des Schiebers (32, 86) und/oder der Injektorfläche (24, 110).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (52, 121) mit der Brennkammer (14) über eine Verbindungsleitung (80, 92) in Verbindung steht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32, 86) und/oder der Pumpkolben (60, 112) in Bewegungsrichtung gegen eine Vorspannein­ richtung (46, 48, 96) gelagert sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Vorspanneinrichtung (46, 48, 96) eine Federlagerung ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch mindestens eine Einrichtung (76, 78, 122) zur Steuerung/ Begrenzung des Bewegungsweges des Pumpkolbens (60, 112) gegenüber dem Schieber (32, 86) und/oder der Injektor­ fläche (24, 110).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung/Begrenzung des Bewe­ gungsweges des Pumpkolbens (60, 112) aus einem, entlang des Bewegungsweges verstellbaren Anschlag und/oder einem Führungsorgan, insbesondere einem Führungskolben (76, 122) besteht.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch ein Ventil (64, 128), das eine Treibmittelleitung mit der Pumpkammer (28, 84) verbindet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpkammer (28, 84) durch einen Ringspalt zwischen Schieber (32) und Pumpkolben (60) beziehungsweise Injek­ torfläche (110) und Pumpkolben (112) gebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkolben (60) und der Schieber (32) über auf ihren korrespondierenden Oberflächen angeordnete Kurvennut (66) beziehungsweise Kurvenrollen (68) dreh­ bar gegeneinander geführt sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvennut (66) zur axialen Hin- und Herbewegung des mit den Kurvenrollen (68) versehenen Schiebers (32) ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (70, 72, 74) zur Verdrehsicherung des Pumpkolbens (60).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einer in der Oberfläche des Pumpkolbens (60) angeordneten Axialnut (74) und einer darin führbaren Kurvenrolle (72) besteht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenrolle (72) entnehmbar gelagert ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (14) in Austragsrichtung des Ge­ schosses (18) auf der einen Seite durch das Geschoß (18) und auf der gegenüberliegenden Seite durch einen ent­ nehmbaren Verschluß (22) gasdicht begrenzt ist.

22. Flüssigkeitskanone mit mindestens einer Einspritzvor­ richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21.

23. Flüssigkeitskanone nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzvorrichtung rotationssymmetrisch zu einem ein Geschoß (18) führenden Rohr (16) und/oder die Vorrichtung selbst rotationssymmetrisch um ihre Brennkammer angeordnet ist.

24. Flüssigkeitskanone nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzvorrichtung zwei, auf gegenüberliegenden Enden der Brennkammer (14) angeordnete Pumpkammern (28a, 28b) mit zugehörigen Bauteilen aufweist.

25. Flüssigkeitskanone nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte der beiden Pumpkammern (28a, 28b) auf einer durch die Brennkammer gezogenen (gedachten) Diagonalen liegen.