DE3720296C2

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Die Erfindung betrifft eine Differentialkolben-Vorrichtung für eine Rohrwaffe für Flüssigtreibmittel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a differential piston device for a barrel weapon for liquid propellants according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Differentialkolben-Vorrichtung dient dem Zuführen eines monergolen Flüssigtreibmittels oder bei Mehrfach-Anordnung dem komponentenweisen Zuführen eines diergolen Treibmittels in einen Verbrennungsraum einer Rohrwaffe während des Schusses. Bei diesem mit "Regenerativ-Verfahren" bezeichneten Vorgang wird in Abhängigkeit vom Druck der durch Umsetzung des Treibmittels im Verbrennungsraum entstandenen Treibladungsgase ein aus einer Dosierkammer strömender Volumenstrom des zugeführten Flüssigtreibmittels gesteuertSuch a differential piston device is used to supply a monergolic liquid propellant or in the case of multiple arrangements, the component-wise feeding of a diergolen propellant into a combustion chamber a barrel weapon during the shot. This is called the "regenerative process" The process is dependent on the pressure caused by the reaction of the propellant in the combustion chamber Propellant charge gases a volume flow of the supplied liquid propellant flowing out of a metering chamber controlled

Eine solche Differentialkolben-Vorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 45 86 422 bekannt.Such a differential piston device is known, for example, from US Pat. No. 4,586,422.

Nachteilig be· dieser Differentialkolben-Vorrichtung ist die komplexe Konstruktion, welche fertigungstechnisch sehr aufwendig, also einerseits kostenintensiv und andererseits wartungsunfreundlich, ist und welche keine befriedigend hohe Kadenz erlaubt. Eine derartige Vorrichtung, die aus einem kleinen Ringkolben, welcher in einen großen Kolben eintaucht, besteht, wobei der große Kolben mittig auf einem bolrenartigen gehäusefesten Teil geführt wird, erfordert die dynamische Abdichtung von sechs zylindrischen Grenzflächen gegen Gasbzw. Flüssigkeitsdruck. Eine solche Ausführung ist bei den in der Praxis herrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen in einem Waffengehäuse praktisch nur sehr schwer zu yerwirklich-jn.A disadvantage of this differential piston device is the complex construction, which is very complex to manufacture, so on the one hand cost-intensive and on the other hand, it is maintenance-unfriendly, and which does not allow a satisfactorily high cadence. Such a device, which consists of a small annular piston which is immersed in a large piston, the large The piston is guided centrally on a bolt-like part fixed to the housing, requires dynamic sealing of six cylindrical interfaces against gas or Fluid pressure. Such a design is at practically only the pressure and temperature conditions prevailing in a weapon housing in practice very difficult to yerreally-jn.

Bei dieser Verrichtung w>d die Dosierkammer für das Flüssigtreibmittel durch einen \ingspalt zwischen beiden Kolben gebildet, welche nach innen durch eine zylindrische Mantelfläche des bolzenartigen Teiles begrenzt werden, auf welcher der äußere Kolben geführt wird. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, daß nach erfolgter Schußabgabe die Dosierkammer nicht sofort wieder gefüllt werden kann. Vor dem erneuten Befüllen der Dosierkammer ist es notwendig, innerhalb hydraulischer Mittel einen solchen Arbeitsdruck einzustellen, daß der große Kolben mit dem kleinen Kolben zusammen nach vorn bewegt wird, bis der innere kleine Kolben seinen Dichtsitz auf dem bolzenartigen Teil erreicht hat. Erst nach Entlastung der Hydraulikmittel ist es möglich, den Dosierraum zu befüllen. Diese zusätzlichen Funktionsschritte führen zu einer deutlich geringen Kadenz.During this process, the metering chamber for The liquid propellant is formed by a gap between the two pistons, which is inwardly through a cylindrical outer surface of the bolt-like part are limited, on which the outer piston is guided will. The disadvantage of this construction is that after the shot has been fired, the metering chamber does not immediately can be filled again. Before refilling the dosing chamber, it is necessary inside hydraulic Means to set such a working pressure that the large piston with the small piston together is moved forward until the inner small piston reaches its sealing seat on the bolt-like part has. It is only possible to fill the metering chamber after the hydraulic fluid has been relieved. These additional Functional steps lead to a significantly lower cadence.

Weiterhin nachteilig an der in der US-PS 45 86 422 beschriebenen Vorrichtung ist die Anordnung von fünf Hydraulikleitungen am rückwärtigen Ende des großen Kolbens. Da dieser große Kolben während jedes Schußvorganges jeweils einen Vorwärts- und einen Rückwärtshub ausführt, müssen Verbindungsleitungen zwischen dem Ende des Kolbens und weiteren hydraulischen Aggregaten flexibel ausgelegt sein. Dies ist insbesondere bei Rohrwaffen kleineren Kalibers unter Berücksichtigung der dort geforderten hohen Kadenz nur mit sehr großem technischen Aufwand realisierbar.Another disadvantage of the device described in US Pat. No. 4,586,422 is the arrangement of five Hydraulic lines at the rear of the large piston. Because this large butt during every shot each performs a forward and a backward stroke, connecting lines must be between the end of the piston and other hydraulic units can be designed to be flexible. This is particular in the case of guns of smaller caliber, only taking into account the high rate required there feasible with a great deal of technical effort.

Darüber hinaus kann eine solche Konatruktion für Trommelwaffen nicht verwendet werden.In addition, such a construction cannot be used for drum weapons.

Nachteilig bei dieser Differentialkolben-Vorrichtung ist außerdem die extern seitlich vom Zylinderraum angeordnete Anzündladung. Eine Schußabgabe erfordert neben dem Einbringen des Flüssigtreibmittels in die Dosierkammer das Ansetzen des Projektils und das Laden der Anzündladung. Insbesondere der letzte Schritt verringert die erzielbare Kadenz zusätzlich.Another disadvantage of this differential piston device is that which is arranged externally to the side of the cylinder chamber Ignition charge. Firing a shot requires the introduction of the liquid propellant into the metering chamber the placement of the projectile and the loading of the ignition charge. In particular, the last step decreased the attainable cadence in addition.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differentialkolben-Vorrichtung für Rohrwaffen, beispielsweise auch für Trommelwaffen, für monergole Flüssigtreibmittel zu schaffen, weiche sich durch einfachen und damit kostengünstigen und wartungsfreundlichen Aufbau aus wenigen Teilen auszeichnet und mit welcher insbesondere bei kleinkalibrigen Rohrwaffen eiL.-; hohe Kadenz erzielbar istThe invention is based on the object of a differential piston device for barrel weapons, for example also for drum weapons, for monergole liquid propellants to create, soft through simple and thus inexpensive and maintenance-friendly structure from a few parts and with which eiL.-, especially for small-caliber guns; height Cadence is achievable

ίο Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der besondere Vorteil einer erfindungsgemäßen Differentialkolben-Vorrichtung besteht in ihrem nur wenige Teile umfaßende Aufbau. Diese wenigen Teile lassen sich verglichen mit anderen bekannten ähnlichen Vorrichtungen kostengünstig herstellen; und die erfindungsgemäße Differentialkolben-Vorrichtung ist, bedingt durch die wenigen Teile, einfach zu warten. Der weitere Vorteil eines Aufbaues aus wenigen Teilen besteht darin, daß sich nur wenige Dichtflächen zwischen den bewegten Teilen der Differentialkolben-Vorrichtung und dem Waffengehäuse oder anderen waffengehäusefesten Teilen ergeben. Das Hydrauliksystem dieser Differentialkolbe«-Vorrichtung ist wirksam und einfach aufgebaut, indem auch die Zuführvorrichtung für das Flüssigtreibmittel gehäusefest integriert ist, so daß den bewegten Teilen der Differentialkolben-Vorrichtung und dem Waffengehäuse oder anderen waffengehäusefesten Teilen ergeben. Das Hydrauliksystem dieser Differentialkolben-Vorrichtung ist wirksam und einfach aufgebaut, indem auch die Zuführvorrichtung für das Flüssigtreibmittel gehäusefest integriert ist, so daß vorteilhafterweise keine flexiblen Zuleitungen zu bewegten Teilen der Differentialkoiben-Vorrichtung notwendig sind. Ein weiterer Vorteil ist in der erfindungsgemäßen Kombination von Different'alkolben-Vorrichtung mit einer Anzündvorrichtung zu sehen, welche das Zünden einer Anzündladung im Boden des zu verschießenden Geschosses ermöglicht.ίο This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.
The particular advantage of a differential piston device according to the invention consists in its structure comprising only a few parts. These few parts are inexpensive to manufacture compared to other known similar devices; and the differential piston device according to the invention is easy to maintain because of the few parts. The further advantage of a structure made up of a few parts is that there are only a few sealing surfaces between the moving parts of the differential piston device and the weapon housing or other parts fixed to the weapon housing. The hydraulic system of this differential piston device is effective and simple in that the feed device for the liquid propellant is also integrated into the housing so that the moving parts of the differential piston device and the weapon housing or other parts fixed to the weapon housing result. The hydraulic system of this differential piston device has an effective and simple structure in that the feed device for the liquid propellant is also integrated into the housing, so that advantageously no flexible feed lines to moving parts of the differential piston device are necessary. Another advantage can be seen in the combination according to the invention of a differential piston device with an ignition device which enables an ignition charge to be ignited in the base of the projectile to be fired.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein zusätzlicher Ringkolben hinter dem Differentialkolben verwendet, welcher als Stellglied zum Einstellen des Dossierraum-Volumens verwendet wird. Durch eine derartige Variation des Dossierraum-Volumens wird das Volumen des während des regenerativen Einspritzvorganges in den Verbrennungsraum überströmender Treibladungsmittel veränderbar und kann unterschiedlichen Bedingungen der inneren Ballistik beim Verschießen verschiedener Geschoßarten angepaßt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, an additional annular piston used behind the differential piston, which is used as an actuator for setting the dossier space volume is used. By varying the volume of the dossier space in this way, the volume of the during of the regenerative injection process in the combustion chamber overflowing propellant charge can be changed and can have different conditions of internal ballistics when firing different types of projectiles be adjusted.

Anhand der Zeichnung werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und näher beschrieben.
Es zeigen:With the aid of the drawing, two exemplary embodiments of the invention are illustrated and described in more detail below.
Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Differentialkoiben-Vorrichtung zu Beginn des Schußzyklus;Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive Differential pin device at the beginning of the shot cycle;

Fig. 2 die Differentialkoiben-Vorrichtung nach Fig, I kurz vor Zündung der Anzündladung; FIG. 2 shows the differential head device according to FIG. 1 shortly before the ignition of the ignition charge; FIG.

Fig. 3 die Differentialkoiben-Vorrichtung nach Fig. 1 oder 2 während der Beschleunigungsphase des Geschosses; Fig. 3, the Differentialkoiben apparatus of Figure 1 or 2 during the acceleration phase of the projectile.

Fig. 4 ein z-.veites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Differentialkoiben-Vorrichtung kurz vor Zünden der Anzündladung.
Die Fig. 1 bis 3 /.eigen ein erstes Ausführungsbeispiel Fig. 4 is a z-.veites embodiment of an inventive Differentialkoiben device just before ignition of the ignition charge.
1 to 3 / . Own a first embodiment

einer Differentialkolben-Vorrichtung 10 in einem Waffengehäuse 12 einer Rohrwaffe zum Verschießen eines Geschosses 14 aus einem Waffenrohr 16 durch Umsetzung von einem monergolen Flüssigtreibmittel 20, welches durch eine im Boden des Geschoses 14 befindliche Anzündladung 18 initiiert wird. Die Differentialkolben-Vorrichtung 10 ist zu einer Seelenachse 22 des Waffenrohres 16 koaxial angeordnet und besteht aus einem Kolben 26, aus einer Ventilvorrichtung 32 sowie aus einer mit der Ventilvorrichtumg 32 verbundenen Anzündvorrichtung 34. Der in einem vom Waffengehäuse 12 gebildeten Zylinderraum 24 axial beweglich geführte Kolben 26 weist in seiner dem Waffenrohr 16 zugewandten vorderen Stirnseite 54 eine zentrische und zylinderförmige Ausnehmung 28 mit einem Innengewinde auf. In diese zentrische Ausnehmung 28 des Kolbens 26 ist ein mit einem entsprechenden Außengewinde 52 versehener Einsatz so eingeschraubt, daß eine vordere, dem Geschoß 14 zugewandte S tirnseite des Einsatzes 30 Während der Beschleunigungsphase des Geschosses 14 unterteilt der Kolben 26 den vom Waffengehäuse 12 gebildete Zylinderraum 24 in einen Dosierraum 38 hinter dem Kolben 26 und in einen Verbrennungsraum 36 vor dem Kolben 26.a differential piston device 10 in a weapon housing 12 a barrel weapon for firing a projectile 14 from a weapon barrel 16 by implementation of a monergolen liquid propellant 20, which is located in the bottom of the projectile 14 by a Ignition charge 18 is initiated. The differential piston device 10 is a core axis 22 of the weapon barrel 16 arranged coaxially and consists of a piston 26, from a valve device 32 and from an ignition device connected to the valve device 32 34. The axially movably guided in a cylinder space 24 formed by the weapon housing 12 In its front end face 54 facing the weapon barrel 16, the piston 26 has a central and cylindrical shape Recess 28 with an internal thread. In this central recess 28 of the piston 26 an insert provided with a corresponding external thread 52 is screwed in so that a front, the end face of the insert 30 facing the projectile 14 during the acceleration phase of the projectile 14, the piston 26 divides the cylinder space 24 formed by the weapon housing 12 into a metering space 38 behind the piston 26 and into a combustion chamber 36 in front of the piston 26.

Zu Beginn eines Schußzyklus, wie Ln Rg. 1 dargestellt, befindet sich die Differentialkolben-Vorrichtung 10 in einer rohrfernen rückwärtigen Position und hat Formschluß mit einer rückwärtigen inneren Stirnfläche des ίο Zylinderraumes 24. In dieser Position wird der Kolben 26 durch die Federkraft der Schraubenfeder 74 gehalten. Wird der Arbeitsdruck im Flüssigtreibmittei 20 in der Zuführvorrichtung 78 soweit erhöht, daß die auf dem Kolben 26 wirkende Federkraft der Schraubenfeder 74 kompensiert wird strömt Flüssigtreibmittel 20 aus der Zuführvorrichtung 78 durch die Zuführöffnung 80 in den Vorratsraum 72 und von dort weiter durch die axiale Öffnung 46 in der Kolbenstange 44 in die im Kolben 26 befindliche Zwischenkäufer 56. Das FIüs-At the beginning of a shot cycle, as shown in line 1, the differential piston device 10 is in a rearward position remote from the pipe and has a form fit with a rear inner end face of the ίο cylinder space 24. In this position, the piston 26 held by the spring force of the coil spring 74. If the working pressure in the liquid propellant is 20 in the feed device 78 increased so far that the spring force acting on the piston 26 of the helical spring 74 is compensated, liquid propellant 20 flows from the feed device 78 through the feed opening 80 into the storage space 72 and from there further through the axial opening 46 in the piston rod 44 into the im Piston 26 located intermediate buyers 56. The liquid

mit der vorderen Stirnseite 54 des Kolbens 26 bündig 2Q sigtreibmittel 20 wirkt auf den Ventiirslter 58 der Ventilabschließt. Im Innern des Kolbens 26 liegt der Einsatz 30 vorrichtung 32, so daß die Überströmbohrungen 50 im an einer ringförmigen Querschnittsverengung 55 des ~
Kolbens 26 an, so daß der Einsatz 30 nicht die volle TiefeWith the front face 54 of the piston 26 flush with the front end face 54, the propellant 20 acts on the valve 58 which closes the valve. Inside the piston 26 is the insert 30 device 32, so that the overflow bores 50 in an annular cross-sectional constriction 55 of the ~
Piston 26, so that the insert 30 is not the full depth

der Ausnehmung 28 im Kolben 26 erfüllt Zwischen ei-the recess 28 in the piston 26 fulfills between a

Einsatz 30 im Kolben 26 verschlossen werden. Das Flüssigtreibmittel 20 durchströmt in diesem Fall die Zwischenkammer 56, wird in seiner Fließrichtung umgener inneren rückwärtigen Stirnwand 40 der zentralen 25 lenkt und durch die Einströmbohrungen 42 in der rück-Ausnehmung 28 im Kolben 26 und dem Einsatz 30 wird wärtigen Stirnwand 40 des Kolbens 26 in einen Raum eine Zwischenkammer gebildet, in welcher die Ventilvorrichtung 32 wirksam ist.Insert 30 in the piston 26 are closed. The liquid propellant In this case, 20 flows through the intermediate chamber 56 and is converted in its direction of flow inner rear end wall 40 of the central 25 directs and through the inflow bores 42 in the rear recess 28 in the piston 26 and the insert 30 is wärtigen end wall 40 of the piston 26 in a space an intermediate chamber is formed in which the valve device 32 is effective.

Die rückwärtige Stirnwand 4D des Kolbens 26 enthält hinter dem Kolben 26 geleitet. Von diesem Moment an bewegt sich die Differentialkolben-Vorrichtung 10 vorwärts in Richtung auf das Waffenrohr 16. Hinter demThe rear end wall 4D of the piston 26 contains passed behind the piston 26. Since this moment the differential piston device 10 moves forward in the direction of the weapon barrel 16. Behind the

mehrere konzentrisch angeordnete achsparallele Ein- 30 Kolben 26 bildet sich im Zylinderraum 24 des Waffenge-several concentrically arranged axially parallel single 30 pistons 26 are formed in the cylinder space 24 of the weapon

strömbohrungen 42 und ist mit einer Kolbenstange 44 verbunden, welche eine axial gebohrte öffnung 46 aufweist flow bores 42 and is connected to a piston rod 44 which has an axially drilled opening 46

Der Einsatz 30, welcher mi', dem Kolben 26 verschraubt ist, besitzt eine Zentral.bohrung 48 und mehrere konzentrisch dazu angeordnete achsparallele Überströmbohrungen 50. Die Ventilvorrichtung 32 besteht aus einem scheibenförmigen Ventilteller 58, auf dem ein kegeliger Führungsdorn 60 angebracht ist und aus einem zum Waffenrohr 16 weisenden Ventilschaft 62, welcher in der Zentralbohrung 48 des Einsatzes 40 längsbeweglich geführt wird. Der Durchmesser des Ventiltellers 58 ist so gewählt, daß er die Überströmbohrungen 50 im Einsatz 30 verschließen kann, die Einströmbohrungen 42 im Kolben 26 aber nicht.The insert 30, which is screwed to the piston 26 ' is, has a Zentral.bohrung 48 and several concentrically arranged axially parallel overflow bores 50. The valve device 32 consists of a disk-shaped valve plate 58 on which a conical guide mandrel 60 is attached and from a to the weapon barrel 16 pointing valve stem 62, which is longitudinally movable in the central bore 48 of the insert 40 to be led. The diameter of the valve disk 58 is chosen so that it encompasses the overflow bores 50 in the insert 30 can close, but not the inflow bores 42 in the piston 26.

Die mit dem Kolben 26 verbundene Kolbenstange 44 wird in einem rückwärtigen Bereich 64 des Waffengehäuses 12 in einer ersten Bohrung 66 längsverschieblich geführt und erstreckt sich weiter in einen Hohlzylinder häuses 12 ein Dosierraum 38 aus, der bei fortschreitender Zuführung des Flüssigtreibmittels 20 und damit verbundener fortschreitender Vorwärtsbewegung der Differentialkolben-Vorrichtung 10 gefüllt wird.The piston rod 44 connected to the piston 26 is in a rear region 64 of the weapon housing 12 guided longitudinally displaceably in a first bore 66 and extends further into a hollow cylinder Housing 12 has a metering chamber 38 which, as the supply of liquid propellant 20 and associated therewith progressive forward movement of the differential piston device 10 is filled.

Kurz vor dem Ende dieses Dossiervorganges erreicht der schlagbolzenähnliche Ventilschaft 62 der Ventilvorrichtung 32 die im Boden des Geschosses 14 angebrachte Anzündladung 18. Dieser Moment ist in Fig. 2 dargestellt. Da weiterhin Flüssigtreibmittel 20 in den Dosierraum 38 gepumpt wird, wird die Differentialkolben-Vorrichtung 10 und damit der Ventilschaft 62 der Ventilvorrichtung 32 weiter vorwärts bewegt, so daß der Ventilschaft 62 die Anzündladung 18 durchsticht und sie initiiert. Die Zündung der Anzündladung 18 -öst zunächst einen quasi punktuell'en Druckanstieg an der kleinen Querschnittsfläche des Ventilschaftes 62 aus, der zu einer relativen Rückwärtsbewegung des Ventilschaftes 62 gegenüber dem Kolben 26 führt, bis der auf demShortly before the end of this dossier process, the firing pin-like valve stem 62 of the valve device reaches 32 the ignition charge 18 attached to the floor of the projectile 14. This moment is shown in FIG. Since there continues to be liquid propellant 20 in the metering chamber 38 is pumped, the differential piston device 10 and thus the valve stem 62 of the valve device 32 is moved further forward so that the valve stem 62 pierces the igniter charge 18 and they initiated. The ignition of the ignition charge 18 initially triggers a quasi-punctual increase in pressure at the small cross-sectional area of the valve stem 62, which leads to a relative rearward movement of the valve stem 62 leads to the piston 26 until the on the

der Ventilteller 58 die axiale öffnung 46 in der Kolben-Stange 44, so daß die weitere Zufuhr von Flüssigtreibmittel 20 in die Zwischenkammer 56 im Innern des KoI-the valve disk 58 the axial opening 46 in the piston rod 44, so that the further supply of liquid propellant 20 into the intermediate chamber 56 in the interior of the KoI-

Ventilteller 58 angebrachte Führungsdorn 60 der Ven-Valve plate 58 attached guide pin 60 of the valve

70, welcher in einer zweiten Bohrung 68 im rückwärti- 50 tilvorrichtung 32 in die axiale Öffnung 46 der Kolbengen Bereich 64 des Wafftngehäuses 12 angebracht ist. stange 44 vollständig eingetaucht ist. Nun verschließt Dieser Hohlzylinder 70 ist einseitig verschlossen und
dient als Vorratsraum 72 für das monergole Flüssigtreibmittel 20 vor Beginn des Schußzyklus. Im Hohlzy-70, which is mounted in a second bore 68 in the rear valve device 32 in the axial opening 46 of the piston cone area 64 of the weapon housing 12. rod 44 is completely immersed. This hollow cylinder 70 is now closed and closed on one side
serves as a storage space 72 for the monergole liquid propellant 20 before the start of the shot cycle. In the hollow cylinder

ünder 70 wird die Kolbenstange 44 von einer Schrau- 55 bens 26 unterbrochen ist.under 70 the piston rod 44 is interrupted by a screw 26.

benfeder 74 umschlossen, welche sich einerseits am Im gleichen Moment, in dem die Ventilvorrichtung 32beneath spring 74 enclosed, which on the one hand at the same moment in which the valve device 32

Waffengehäuse 12 abstützt, andererseits gegen eine mit ihre relative Rückwärtsbewegung beginnt, gibt derWeapon housing 12 is supported, on the other hand against a with their relative backward movement begins, there is

der Kolbenstange 44 verbundene zentrisch offene Kap- Ventilteller 58 die Überströmbohrungen 50 im Einsatzthe centrally open cap valve disk 58 connected to the piston rod 44, the overflow bores 50 in use

pe 46 wirkt, so daß die Differentialkolben-Vorrichtung 30 im Kolben 26 frei. Aus der Zwischenkammer 56pe 46 acts so that the differential piston device 30 in the piston 26 is free. From the intermediate chamber 56

10 durch die Federkraft der Schraubenfeder 74 verge- ₆o strömt eine geringe Menge Flüssigtreibmittel 20 durch10 by the spring force of the coil spring 74 forgiveness ₆ o flows a small amount of liquid propellant 20 by

spannt wird. die Überströmbohrungen 50 in den Raum vor der Di?-is tensioned. the overflow holes 50 in the space in front of the Di?

Der vom Hohlzylinder 70 im rückwärtigen Bereich 64 ferntialkolben-Vorrichtung 10.The remote piston device 10 from the hollow cylinder 70 in the rear region 64.

des Waffengehäuses 12 gebildete Vorratsraum 72 hat Das übergetretene Flüssigtreibmittel 20 wird durchof the weapon housing 12 has formed storage space 72. The liquid propellant 20 that has passed is through

mit einer nicht näher beschriebenen Zuführvorrichtung die bereits gezündi Xt Anzündladung initiiert und zurwith a feed device not described in more detail, the already ignited Xt ignition charge initiated and used

78 für Flüssigtreibmittel 20 eine gemeinsame Zuführöff- 55 Umsetzung gebracht. Der mit dieser Umsetzung ver-78 for liquid propellant 20 brought a common feed opening 55 implementation. With this implementation

nung 80, durch die das F'yssigtreibmittel aus nicht näher bundene starke Druckanstieg vor der Differentialkol-opening 80, through which the liquid propellant from unspecified strong pressure increase in front of the differential piston

beschriebenen Tankanlagen über Fördermittel in den benvorrichtung 10 verursacht eine Rückwärtsbewe-described tank systems via conveying means in the benvorrichtung 10 causes a backward movement

Vorratsraum 72 eingebracht werden kann. gung des Differentialkolbens, wobei sich vor der Diffe-Storage space 72 can be introduced. movement of the differential piston, whereby in front of the

utut

ζυζυ

rentialkolben-Vorrichtung 10 im Zylinderraum 24 ein Verbrennungsraum 36 ausbildet. In dem Augenblick, wo die Treibladungs-Gasdruck-Kraft im Verbrennungsraum 36 die Reibungskräfte zwischen dem Geschoß 14 und dem Waffenrohr 16 überwindet, wird das Geschoß 14 beschleunigt ausgetrieben. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. rential piston device 10 in the cylinder space 24 a Combustion chamber 36 forms. At the moment when the propellant gas pressure force in the combustion chamber 36 overcomes the frictional forces between the projectile 14 and the weapon barrel 16, the projectile 14 accelerated expelled. This is shown in FIG. 3.

Aufgrund der schon erläuterten unterschiedlichen Druckkräfte auf den Ventilschaft 62 bzw. auf die vordere Stirnseite der Differentialkolben-Vorrichtung 10 bleibt die axiale öffnung 46 in der Kolbenstange 44 während der Rückwärtsbewegung der Differentialkolben-Vorrichtung 10 geschlossen. Die Rückwärtsbewegung des Kolbens 26 ruft in dem im Dosierraum 38 hinter dem Kolben 26 befindlichen Flüssigtreibmittel 20 einen Flüssigkeitsdruck hervor, der aufgrund der Differentialwirkung des Kolbens 26 größer ist als der Druck im Verbrennungsraum 36. Unter dem Einfluß dieses Druckgefäiies strömt das im Dosierraum 38 befindliche Flüssigtreibmittel 20 durch die Einströmbohrungen 42 im Kolben 26 durch die Zwischenkammer 56 und durch die Überströmbohrungen 50 im Einsatz 30 in den Verbrennungsraum 36. Da während dieses regenerativen Einspritzvorganges einerseits die Geschwindigkeit des rücklaufenden Differtntialkolbens 26 von dem im Ver- >s brennungsraum 36 herrschenden Druck abhängt und andererseits die Geschwindigkeit der Rückwärtsbewegung des Differentialkolbens 26 den im Dosierraum 38 herrschenden Flüssigkeitsdruck bestimmt, wird in Abhängigkeit von dem z\zischen Verbrennungsraum 36 und Dosierraum 38 herrschenden Druckgefälle der Volumenstrom des aus dem Dosierraum 38 in den Verbrennungsraum 36 eingespritzen Flüssigtreibmittels 20 eingestellt.Due to the already explained different pressure forces on the valve stem 62 or on the front face of the differential piston device 10, the axial opening 46 in the piston rod 44 remains closed during the backward movement of the differential piston device 10. The backward movement of the piston 26 creates a liquid pressure in the liquid propellant 20 located in the metering chamber 38 behind the piston 26, which is greater than the pressure in the combustion chamber 36 due to the differential effect of the piston 26 20 through the intermediate chamber 56 and through the overflow bores 50 in the insert 30 into the combustion chamber 36. Since during this regenerative injection process on the one hand, the speed of the returning Differtntialkolbens 26 depends and through the Einströmbohrungen 42 in the piston 26 by the pressure prevailing in comparison> s brennungsraum 36 pressure on the other hand, the speed of the backward movement of the differential piston 26 determines the liquid pressure prevailing in the metering chamber 38, the volume flow from the metering chamber 38 into the combustion is dependent on the pressure gradient between the combustion chamber 36 and the metering chamber 38 Opening space 36 injected liquid propellant 20 set.

Dieser regenerative Einspritzvorgang dauert solange an bis die rückwärtige Stirnwand 40 des Kolbens 26 an der rückwärtigen Stirnfläche 86 des Zyünderraumes anliegt. Die Differentialkolben-Vorrichtung 10 ist nun bereit für den nächsten Schußzyklus.This regenerative injection process continues until the rear end wall 40 of the piston 26 the rear face 86 of the cylinder space rests. The differential piston device 10 is now ready for the next shot cycle.

Für eine dynamische Abdichtung zwischen dem KoI-ben 26 und dem vom Waffengehäuse 12 gebildeten Zylinderraum 24 sowie für die dynamische Abdichtung zwischen der Kolbenstange 44 und der ersten Bohrung 66 im rückwärtigen Bereich 64 des Waffengehäuses 12 sind nicht näher dargestellte Labyrinthdichtungen vorgesehen. For a dynamic seal between the piston 26 and the cylinder space formed by the weapon housing 12 24 and for the dynamic seal between the piston rod 44 and the first bore 66 in the rear area 64 of the weapon housing 12 are not shown labyrinth seals are provided.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Differentialkolben-Vorrichtung 10 dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel weist neben zusätzlich einen Ringkolben 82 auf, der längsverschieb-Hch auf einer Kolbenstange 44 hinter einem Kolben 26 in einem vom Waffengehäuse 12 gebildeten Zylinderraum 24 angeordnet ist Durch Einpressen eines flüssigen Stellmittels, vorzugsweise Flüssigtreibmittel 20, durch eine in eine rückwärtige Stirnfläche 86 des Zylinderraumes 24 mündende Zuleitung 90 wird zwischen der rückwärtigen Stirnfläche 86 des Zylinderraumes 24 eine Kammer 88 gebildet. Ein schon aus dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Differentialkolben-Vorrichtung 10 bekannter Dosierraum 38 be- βη findet sich zwischen einer vorderen Stirnseite des Ringkolbens 82 und der rückwärtigen Stirnwand 40 des Kolbens 26 im Zylinderraum 24.In Fig. 4 is a second embodiment of the invention Differential piston device 10 is shown. This second embodiment has beside in addition, an annular piston 82, the longitudinal displacement Hch on a piston rod 44 behind a piston 26 is arranged in a cylinder space 24 formed by the weapon housing 12 Adjusting means, preferably liquid propellant 20, through a rear face 86 of the cylinder space 24 opening feed line 90 is between the rear end face 86 of the cylinder space 24 a chamber 88 is formed. One from the first embodiment of the differential piston device according to the invention 10 known metering chamber 38 is located between a front end face of the annular piston 82 and the rear end wall 40 of the piston 26 in the cylinder space 24.

Der Einfachheit halber sind in Fig. 4 die aus der Beschreibung zum ersten Ausführungbbeispiel bekannte Zuführvorrichtung 78 und der Hohlzylinder 70 im rückwärtigen Bereich 64 des Waffengehäuses 12 (siehe Fig. 3) nicht dargestelltFor the sake of simplicity, FIG. 4 shows those known from the description of the first exemplary embodiment Feed device 78 and the hollow cylinder 70 in the rear area 64 of the weapon housing 12 (see Fig. 3) not shown

Neben der vorteilhaften Funktionsweise des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles bietet das zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Differentialkolben-Vorrichtung 10 die Möglichkeit, das Volumen des Dosierraumes 38 zu variieren. Durch Veränderung des Arbeitsdruckes in der Zuleitung 90 wird die Menge des in der Kammer 88 befindlichen Flüssigtreibmittels 20 und damit das Volumen der Kammer 88 variiert. Gleichzeitig wird mit einer Veränderung des Volumens der Kammer 88 eine Veränderung des Volumens des Dosierraumes 38 herbeigeführt. Damit ist es möglich, durch Variation der in den Dosierraum 38 einbringbaren Menge Flüssigtreibmittels 20 bei Verwendung von unterschiedlichen Geschoßarien, ein für jede Geschoßart spezifisches innenballistisches Verhalten einzustellen.In addition to the advantageous mode of operation of the first exemplary embodiment according to the invention, this offers second embodiment of a differential piston device 10 according to the invention the possibility of the To vary the volume of the metering chamber 38. By changing the working pressure in the supply line 90 the amount of the liquid propellant 20 located in the chamber 88 and thus the volume of the chamber 88 varies. Simultaneously with a change in the volume of the chamber 88, there is a change in volume of the metering chamber 38 brought about. It is thus possible, by varying the amount that can be introduced into the metering chamber 38 Amount of liquid propellant 20 when using different bullet boxes, one for each Set bullet type-specific internal ballistic behavior.

Beide erfindungsgemäßen Ausführungsformen bieten weiterhin die Möglichkeit, mehrere Differentialkolben· Vorrichtungen in einer Art Troiiinidgehäuse zusammenzufassen, welches im Waffengehäuse um die Seelenachse drehbar angeordnet istBoth embodiments according to the invention also offer the possibility of using several differential pistons To summarize devices in a kind of Troiiinidgehäuses, which is rotatably arranged around the axis of the soul in the weapon housing

Bei einer weiteren, hier aber nicht dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Differentialkolben-Vorrichtung ist es denkbar, zur Erhöhung der Anzündsicherheit und zur Abhilfe bei möglichen Zündversagern eine zusätzliche und redundante externe Anzündladung vorzusehen. Eine solche zusätzliche Anzündladwig befindet sich in einer von der erfindungsgemäßen Vorrichtung getrennt angebrachten Ladungskammer, welche mit dem Verbrennungsraum der Erfindung durch einen verschließbaren Gaskanal verbunden ist. In diesem Falle sind zur Auslösung der externen Anzündladung an sich bekannte Mittel, wie z.B. elektrische Zündung, vorgesehen.In a further embodiment of a differential piston device according to the invention, but not shown here it is conceivable to increase the ignition security and to remedy possible ignition failures to provide an additional and redundant external ignition charge. Such an additional ignition ladder is located in a charge chamber which is attached separately from the device according to the invention and which is connected to the combustion chamber of the invention is connected by a closable gas duct. In this case, the external Ignition charge means known per se, such as electrical ignition, are provided.

Claims

1. Differential piston device (10) in a weapon housing (12) of a barrel weapon, consisting of a cylinder space (24) coaxial to a core axis (22) of the weapon barrel (16) and a movably guided piston (26) for firing projectiles ( 14) from a weapon barrel (16) by transferring a liquid propellant initiated by an ignition charge (IS)! (20). characterized by the following features:

a) the piston (26) has a central and cylindrical shape facing the weapon barrel Recess (25) provided in which a cylindrical insert (30) is located, and contains a valve device (32) and an ignition device connected to the valve device (32) (34), the valve stem (62) serving as an ignition pin in the manner of a percussion ignition;

b) the cylinder space (24) formed by the weapon housing (12) is from the piston (26) of the differential piston device (10) in a combustion chamber (36) in front of the piston (26) and in a metering chamber (35) behind the piston (26) can be subdivided for receiving the liquid propellant before the shot;

c) the piston (26) has a rear end wall (40), the several concentric arranged axially parallel inflow bores (42) and reduced an area Diameter in the manner of a piston rod (44) with an axial, continuous

opening (46) is provided;

d) the insert (20) connected to the piston (26) has a central bore (45) and several concentrically arranged axially parallel overflow bores (50);

e) the inflow bores (42) in the piston (26), the axial opening (46) in the piston rod (44) and the overflow bores (50) in the insert (30) are connected to one another through an intermediate chamber (56) hydraulically connected in the piston (26).

2. Differential piston device according to claim 1, characterized in that the valve device (32) consists of a disc-shaped valve disk (58) with a conical guide mandrel (60) and the pin-shaped valve stem (62) fastened thereon, the diameter of the valve disk (58 ) smaller than the diameter of the insert / 30V ahpr 50 crnß crpselected 151 _ that dip UbcrStrÖnV bores (50) in the insert (30) can be covered and closed by the valve plate (58) so that when the liquid propellant (20) is fed into the metering chamber (35) the valve disk (55) closes the overflow bores (50) in the insert (30) and at the beginning of a shoe development the valve disk (56) closes the inflow bores (42).

3. Differential piston device according to claim 1, characterized in that the weapon housing (12) in a rear region (64) a first coaxial bore (66) in which the piston rod (44) of the differential piston device (10) is guided, and a second coaxial bore (68) with a larger diameter (based on the first bore (66)).

4. Differential piston device according to claim 3, characterized in that in the second Boh-

1 UIIg ^VOj IIII ■ t1 UIIg ^ VOj IIII ■ t

LI₆VLI ₆ V

η :~l /ca\ j \i/-rrη: ~ l / ca \ j \ i / -rr

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housing (12) a hollow cylinder (70) closed on one side as a storage space (72) for the liquid propellant (20) is attached and that the piston rod (44) protrudes into this hollow cylinder (70).

5. Differential piston device according to claim 4, characterized in that the piston rod (44) is enclosed in the hollow cylinder (70) by a helical spring (74) which is attached to a piston rod (44) connected centrally open cap (76) engages, so that the piston (26) by the spring force is biased.

6. Differential piston device according to claim

4 or 5, characterized in that the storage space (72) forming hollow cylinder (70) with a feed device (78) for liquid propellant (20) has a common feed opening (80)

7. Differential piston device according to claim 1, characterized in that the weapon housing (12) formed cylinder space (24) behind the piston (26) ^ contains an annular piston (82) which is guided axially movable on the piston rod (44).

8. Differential piston device according to claim 7, characterized in that between a rear End face (84) of the annular piston (82) and a rear end face (86) of the cylinder space (24) a chamber (88) can be formed, the volume of which can be adjusted by means of the menu ge one through one in the rear face (S6) of the cylinder space (24) into the chamber (88) opening feed line (90) pressed-in hydraulics

mediums.

9. Differential piston device according to claim 8, characterized in that the hydraulic medium liquid propellant (20) is used in the chamber (88).

For this purpose 2 page (s) of drawings