DE3805621C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschinenkanone für monergole Flüssigtreibmittel zum Verschießen von Geschossen aus einer Geschoßkammer mittels Umsetzung des regenerativ von einer Differentialkolbenvorrichtung während der Schußentwicklung in einen Verbrennungsraum eingespritzten monergolen Flüssigtreibmittels.

Es sind verschiedene Maschinenkanonen für monergole und diergole Flüssigtreibmittel vorgeschlagen worden, wobei die Flüssigtreibmittel regenerativ mittels Differentialkolben in einen Verbrennungsraum zugeführt werden. Bekannte Maschinenkanonen dieser Art, insbesondere solche mit einem Fremdantrieb, wie sie aus der DE 37 31 035.6 bekannt sind, basieren auf einem herkömmlichen Schuß- und Funktionszyklus mit additiven Funktionsschritten, so daß ein großes Problem darin zu sehen ist, daß die für einen Schuß notwendige Menge Flüssigtreibmittel bei gewünschter hoher Kadenz in einer sehr kurzen Zeitspanne in einem Dosierraum hinter dem Differentialkolben bereitgestellt werden muß. Andererseits sind bisher keine gattungsgemäßen Maschinenkanonen bekannt, die das angesprochene Problem durch parallelen Funktionszyklus bei waffenseitigem Eigenantrieb lösen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Maschinenkanone für monergole Flüssigtreibmittel zu schaffen, die bei Verwendung einer regenerativ das Treibmittel zuführenden Diffe­ rentialkolben-Vorrichtung bei gewünschter hoher Kadenz einen parallelen Ablauf möglichst vieler Funktionsschritte zuläßt, um auf diese Weise einzelne Funktionsschritte, insbesondere die Dosierung des Flüssigtreibmittels, zeitlich zu dehnen und dies durch einen Eigenantrieb bzw. Hybridantrieb der Maschinenkanonen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ma­ schinenkanone mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Maschinenkanone besteht darin, daß sie als Trommelwaffe ausgeführt ist, wobei die um eine zur Rohrseelenachse parallele Achse drehbare Trommel mehrere Geschoßkammern und jeder Geschoßkammer direkt zugeordnet jeweils eine Differentialkolben-Vorrichtung enthält. Dadurch wird es möglich, während der Trommelumdrehung Flüssigtreibmittel den Kammern zuzuführen und zu dosieren, so daß der für die Dosierung im Schußzyklus zur Verfügung stehende Zeitraum gedehnt ist. Ein derart gedehnter Zeitraum zur Dosierung des Flüssigtreibmittels ermöglicht es, daß zur Förderung des Treibmittels keine Pumpe erforder­ lich ist, sondern daß als Förderantrieb ein unter Druck stehendes inertes Gas im Treibmittelbehälter genutzt werden kann. Die bekannte, nachteilige Neigung von Flüssigtreibmitteln zur Ausbildung von Turbulenzen bei schneller Förderung durch Pumpen in geringen Leitungsquerschnitten kann auf diese Weise unterbunden werden. Da aufgrund der zeitlichen Dehnung der Treibmittel-Dosierung die Druckspannung des inerten Gases gering gehalten werden kann, führt dies zu einer verringerten notwendigen Förderleistung und zu geringen Störungsgeschwindigkeiten des Flüssigtreibmittels, so daß die geforderte blasenfreie Förderung des Treibmittels gewährleistet wird. Neben diesen Vorteilen ergeben sich als weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Maschinenkanone die Möglichkeiten einer problemlosen, einfachen Installation und einer Verbesserung von Funktionssicherheit und Lebensdauer der Waffe.

Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Maschinenkanone als hybridangetriebene Waffe in sicherheitstechnischer Hinsicht vorteilhaft gestaltet, da sie als quasi zuschießende Waffe und mit einem schußkontrollierten Antrieb der Trommel ausgelegt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ausführlich beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Maschinenkanone in einer Seitenansicht;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschinenkanone nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Maschinenkanone nach Fig. 1;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines vorderen Teils der Maschinenkanone entsprechend der Darstellung in Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines rückwärtigen Teils der Maschinenkanone entsprechend der Darstellung in Fig. 3;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung der Maschinenkanone nach Fig. 3 entlang der in Fig. 3 dargestellten Schnittlinie VI-VI;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung der Maschinenkanone nach Fig. 3 entlang der in Fig. 3 dargestellten Schnittlinie VII-VII;

Fig. 8 eine Teildarstellung von Steuerkurven auf einer Trommel der erfindungsgemäßen Maschinenkanone;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung durch eine Trommel der Maschinenkanone nach Fig. 3 entlang der in Fig. 3 mit IX-IX bezeichneten Schnittlinie.

Eine in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Maschinenka­ none 100 umfaßt ein Waffengehäuse 110 und ein Waffenrohr 112 mit einer Seelenachse 114. Auf dem Waffenrohr 112 ist eine Mündungsbremse 116 vorgesehen. Das Waffengehäuse 110 und das Waffenrohr 112 laufen infolge einer Schußentwick­ lung gemeinsam in einer ansich bekannten und der Übersicht­ lichkeit halber nur schematisch angedeuteten Wiege 118 zurück. Bei dieser Bewegung wird die Maschinenkanone 100 in drei Führungen in der Wiege 118 statisch eindeutig ge­ führt. Zu diesem Zweck sind zu beiden Seiten in einem hin­ teren Bereich eines Trommelgehäuses 120 des Waffengehäuses 110 Führungen 122 vorgesehen, die in entsprechenden Nuten der Wiege 118 eingreifen sowie eine mit dem Waffengehäuse 110 lösbar verbundene Rücklauf-Vorrichtung 124, die gleich­ falls von der Wiege 118 aufgenommen wird. An der Rücklauf- Vorrichtung 124 ist ein Vorlaufdämpfer 126 angelenkt, der gleichfalls mit dem Waffengehäuse 110 lösbar verbunden ist. In einem vorderen Bereich unten am Waffengehäuse 110 ist eine Gasleit-Vorrichtung 128 zur Abzweigung von Schußgasen und zum Antrieb eines Schiebers 130 vorgesehen, der wieder­ um eine Trommel 132 (siehe dazu Fig. 3) innerhalb des Trommelgehäuses 120 antreibt. Unterhalb des Trommelgehäuses 120 ist ein Elektro-Linear-Motor 134 vorgesehen, der zu­ sammen mit dem Eigenantrieb der Gasleit-Vorrichtung 128 einen Hybridantrieb für die Trommel 132 bildet. Am Waffen­ gehäuse 110 hinter dem Trommelgehäuse 120 ist ein Puffer 136 angebracht. In einer zum Waffenrohr 112 weisenden Stirn­ seite des Trommelgehäuses 120 ist ein Arbeitsspeicherele­ ment 138, vorzugsweise ein Federspeicherelement oder ein Hydraulik-Speicherelement, vorgesehen. Unterhalb des Waf­ fengehäuses 110 ist ein waffennaher Tank 140 für ein mo­ nergoles Flüssigtreibmittel angeordnet, an den sich ein Pumpen-/Steuerblock 142 anschließt, von dem aus über hier nur angedeutet dargestellte Leitungen das Flüssigtreib­ mittel zu einem zentralen Verteilerkopf 144 an der Rück­ seite des Trommelgehäuses 120 gepumpt wird.

Die eingezeichnete Lage einer Schildzapfenachse 146 ist besonders vorteilhaft, da dadurch bei Elevation der Ma­ schinenkanone 100 um die Schildzapfenachse 146 ein durch einen Schwenkradius 148 veranschaulichter hinterer Waffen­ schwenkraum minimiert wird.

Fig. 2 zeigt die Maschinenkanone 100 in ihrer Gesamtheit in Anlehnung an Fig. 1 als Draufsicht. Besonders deutlich sind in dieser Darstellung die beidseitig des Waffengehäuses 110 angeordneten Vorlaufdämpfer 126 und die beidseitig am Trommelgehäuse 120 angebrachten seitlichen Führungsleisten 122 zur Führung des Waffengehäuses 110 bei einer Rücklauf­ bewegung der Maschinenkanone 100 in ihrer Wiege. Außerdem zeigt die Fig. 2 die geringe Breite der erfindungsgemäßen Maschinenkanone 100 trotz einer seitlich am Waffengehäuse 110 angeordneten Zuführungsvorrichtung 150 zur Zuführung von Geschossen an die Waffe.

Fig. 3 dient der Verdeutlichung von einzelnen Baugruppen der Maschinenkanone 100 und ist im Zusammenhang mit den folgenden Fig. 4 und 5, die jeweils Teildarstellungen der Fig. 3 sind, zu sehen. Die bislang in der Figuren­ beschreibung zu den Fig. 1 und 2 bezeichneten Elemente der Maschinenkanone 100 sind - sofern sie in den Fig. 3 bis 5 abgebildet sind - mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Weiterhin ist in den Fig. 3 bis 5 ein vor­ derer Teil des Waffenrohres 112 (siehe Fig. 1 und 2) vor der Rücklauf-Vorrichtung 124 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die in den Fig. 3 bis 5 gewählte Darstellung zeigt einen komplettierten Schuß, sie ent­ spricht aber nicht dem Schußzyklus-Beginn.

Die mit dem Waffengehäuse 110 verbundene Rücklauf-Vorrich­ tung 124 steuert zusammen mit den Vorlaufdämpfern 126 die Waffendynamik aus der Schußentwicklung. Ein Rücklauf- Gehäuse 152 der Rücklauf-Vorrichtung 124 liegt bei der in die Wiege 118 eingebauten Maschinenkanone 100 in allen Freiheitsgraden wiegenfest, die Rücklauf-Vorrichtung 324 ist somit die vordere Waffenführung. Das Rücklauf-Gehäuse 152 der Rücklauf-Vorrichtung 124 nimmt einen Führungsring 154 auf sowie eine Schrauben-Druckfeder 156, die als Puffer­ element für die Waffenbewegung aus der Schußentwicklung dient. Ein Tellerfedernpaar 158 puffert die Waffe in ihrer Vorlaufendlage. Beide Federn, die Schrauben-Druckfeder 156 und die Tellerfedern 158 sind konzentrisch zur Seelenachse 114 des Waffenrohres 112 angeordnet.

Ein rückwärtiger Teil des Waffengehäuses 110 bildet das Trommelgehäuse 120, in dem eine Trommel 132 in Rollenlagern 160, vorzugsweise Nadellagern, um eine zur Seelenachse 114 parallele Drehachse 162 drehbar gelagert ist. Die Trommel 132 wird in Schußrichtung durch eine nicht näher bezeichne­ te Stirnseite im Innern des Trommelgehäuses 120 und entgegen der Schußrichtung durch einen in das Trommelgehäuse 120 ein­ geschraubten Schraubeinsatz 164 begrenzt und gestützt. In der Trommel 132 sind in gleichen Teilungsabständen auf einem Teilkreis mehrere Trommelkammern 166, vorzugsweise vier Trommelkammern 166, vorgesehen, die jeweils eine Dichtbüchse 168 aufnehmen als Geschoßkammer für ein Geschoß 170 mit einer Anzünd­ ladung 171 im Geschoßboden. Die einzelnen Dichtbüch­ sen 168 werden über Dichtringe 172, die vorzugsweise einen L-förmigen Querschnitt aufweisen, gegenüber einer hinteren Kante des Waffenrohres 112 gasgedich­ tet. An ihrem hinteren Ende sind in den Dichtbüchsen 168 Kreisring-Nuten 174 vorgesehen, so daß durch einen Gasdruck der Umsetzungsprodukte des Flüssig­ treibmittels beim Schuß die Dichtbüchse 168 gasdruck­ vorgesteuert in Längsrichtung gegen das Waffenrohr 112 gedrückt wird. Ein bogenförmiges, federbelastetes Angleichelement 173 wirkt entgegen der Schußrichtung auf Dichtbüchse 168 und Geschoß 170 und positioniert das Geschoß 170 axial in seinem büchsenseitigen Dich­ tungssitz. Dies ist insbesondere als redundante Sicherheitsmaßnahme für den Fall gedacht, daß bei einem komplettierten Schuß längere Zeit die Feuerbe­ reitschaft aufrechterhalten werden soll. In diesem Fall wird die Menge von möglicherweise durch den Differentialkolben in einem Raum hinter dem Geschoß hindurch sickerndes Flüssigtreibmittel begrenzt.

In jeder Trommelkammer 166 ist hinter der Dichtbüchse 168 eine Differentialkolben-Vorrichtung 176 angebracht.

Die Differentialkolben-Vorrichtung 176 umfaßt einen in der Trommelkammer 166 längsbeweglichen Differentialkolben 178, der mit einer hohlen Kolbenstange 180 verbunden ist. In Schußrichtung weisend ist der Differentialkolben 178 mit einer Ausnehmung versehen, die durch einen Kolbensatz 182 verschlossen ist. Der Kolbensatz 182 ist mit Über­ strömöffnungen 184 versehen, so daß ein Innenraum 186 im Differentialkolben 178 mit einem Verbrennungsraum 188 vor dem Differentialkolben 178 in der Trommelkammer 166 hydraulisch verbunden werden kann. Der Kolbenein­ satz 182 des Differentialkolbens 178 ist außerdem mit einer zentrischen Bohrung versehen, in die ein Stift 190 eingesetzt ist, der endseitig im Innenraum 186 des Differentialkolbens 178 einen Ventilteller 192 trägt, mit dem die Überströmöffnungen 184 im Kolben­ einsatz 182 verschlossen werden können. Der Differen­ tialkolben 178 weist in seiner Rückwand Bohrungen 194 auf, die eine hydraulische Verbindung zwischen einem hinter dem Differentialkolben 178 in der Trommel­ kammer 166 gebildeten Dosierraum 196 und dem Innenraum 186 im Inneren des Differentialkolbens 178 ermöglichen. Die mit dem Differentialkolben 178 verbundene Kolben­ stange 180 ist durch eine entsprechend abgedichtete Bohrung in einer Rückwand der Trommel 132 aus der Trommelkammer 166 herausgeführt und ragt in einen zylindrischen, verschlossenen Trommelkammer-Abschluß 198 hinein. In diesem Trommelkammer-Abschluß 198 ist die hohle Kolbenstange 180 endseitig mit einer offenen Abschlußkappe 200 verbunden, die als Widerlager für eine Schrauben-Druckfeder 202 dient, so daß, da die Schrau­ benfeder an der Rückwand der Trommel 132 abgestützt wird, die Kolbenstange 180 federbelastet ist. Alle vier Trommelkammer-Abschlüsse 198 sind im Bereich jeder der ihr zugeordneten Trommelkammern 166 lösbar mit der Trommel 132 verbunden und untereinander durch einen scheibenförmigen Adapter 204 verbunden. Eine Symmetrieachse des Adapters 204 fluchtet mit der Drehachse 162 der Trommel 132. Der Adapter 204 weist eine zentrale Ausnehmung auf, in der der zentrale Verteilerkopf 144 für die Zuführung von Flüssigtreib­ mitteln angeordnet ist.

Der zentrale Verteilerkopf 144 ist im Waffengehäuse 110 fest angelenkt, so daß er die Drehbewegung der Trommel 132 nicht mitmachen kann. Der zentrale Vertei­ lerkopf 144 ist mit zwei Sacklochbohrungen in Längs­ richtung versehen, wovon die eine Sacklochbohrung als erster Kanal 206 für die Treibmitteldosierung und die zweite Sacklochbohrung als zweiter Kanal 208 zur Durchleitung eines Zündimpulses und zur Auf­ nahme von rückströmendem Treibmittel dient. Dement­ sprechend sind jedem Kanal 206, 208 eine erste Quer­ bohrung 210 und eine zweite Querbohrung 212 zugeordnet, so daß eine hydraulische Verbindung zwischen den Trommelkammer-Abschlüssen 198 jeder Trommelkammer 166 und dem ersten und zweiten Kanal 206, 208 durch den Adapter 204 hergestellt wird (siehe dazu auch Fig. 9).

Die Trommel 132 wird durch den unterhalb der Trommel 132 im Waffengehäuse 110 längsverschieblich ange­ brachten Schieber 130 angetrieben, wobei eine Rück­ wärtsbewegung des Schiebers 130 in entgegen der Schußrich­ tung durch einen schußkontrollierten Eigenantrieb durch den Gasdruck der Umsetzungsprodukte des Treib­ mittels hervorgerufen wird und eine Vorwärtsbewegung des Schiebers 130, also in Schußrichtung, teilweise aus den gespeicherten Kräften des Puffers 136 und teilweise oder gänzlich aus Stellkräften des Linear­ motors 134, unterhalb des Schiebers 130, herbeige­ führt wird.

Zu diesem Zweck weist der Schieber 130 an seinem vorderen Ende einen Gaskolben 214 und an seinem ent­ gegengesetzten Ende eine Klinke 216 mit einer Abzug­ tasche 218. In den Feuerpausen ist der Schieber 130 durch einen hinter dem Elektrolinearmotor 134 im Waffengehäuse 110 angebrachten Abzughebel 219, der in die Abzugtasche 218 der Klinke 216 am Schieber 130 eingreift, in Vorlaufrichtung gesperrt. Zur Ein­ leitung einer Drehbewegung der Trommel 132 durch die Linearbewegung des Schiebers 130 ist im Schieber 130 ein durch eine Feder 222 beaufschlagter Steuerbol­ zen 220 vorgesehen, der mit einer Steuerrolle 224 in eine erste Steuerkurve 226 eingreift, die auf dem Umfang der Trommel 132 in Form einer Endlos- Kurve eingebracht ist. Die Steuer-Kinematik der er­ sten Steuerkurve 226, in der die Steuerrolle 224 des Schiebers 130 geführt wird, wird durch eine in der zum Waffenrohr 112 weisenden Stirnseite der Trommel 132 eingebrachte zweite Steuerkurve 228, in die das Arbeitsspeicherelement 138 (siehe dazu Fig. 1, 2 und 8) eingreift, eindeutig gestaltet, wobei eine Stellkraft des Arbeitsspeicherelementes 138 der zweiten, auf der Stirnseite der Trommel 132 endlos ineinander übergehenden Steuerkurve 228 auf­ geprägt wird.

Zur Einleitung der Rückwärtsbewegung des Schiebers 130 durch einen schußkontrollierten Eigenantrieb ist im Bereich des Waffenrohres 112 in der Nähe der Rücklauf-Vorrichtung 124 eine Gasbohrung 230 vorge­ sehen, die zur Abzweigung von Schußgasen aus dem Waffenrohr 112 dient. Die sich anschließende Gas­ leit-Vorrichtung 128 umfaßt im wesentlichen eine Gasleithülse 232, in die Gasbohrung 230 mündet, eine in der Gasleithülse 232 zur Drosselung der Schuß­ gase vorgesehene Gasdüse 234 sowie eine sich anschlie­ ßende Gasleitung 236 zur Weiterleitung der gedrosselten Schußgase in eine Kolbenkammer 238, die den mit dem Schieber 130 verbundenen Gaskolben 214 aufnimmt.

Jeweils im Bereich ihrer Stirnseiten ist auf der Trom­ mel 132 umfangsseitig eine Außenverzahnung 240, vor­ zugsweise eine Geradverzahnung, angebracht, die mit entsprechenden Antriebsrädern der Zuführungs-Vorrichtung 150 im Eingriff steht (siehe dazu auch Fig. 6), so daß die schußkontrollierte Drehbewegung der Trommel 132 zum Antrieb der Zuführungs-Vorrichtung 150 verwen­ det wird.

In Fig. 6 ist eine Ansicht der erfindungsgemäßen Maschinenkanone 100 - von der Mündungsseite herge­ sehen - dargestellt, wobei jener vordere Teil des Waffengehäuses 110, der das Waffenrohr 112 um­ schließt, mit diesem als Schnittdarstellung abge­ bildet ist. Im unteren Bereich des Waffengehäuses 110 ist der Schieber 130 sowie der Elektrolinear­ motor 134 zu sehen. Aus dieser Abbildung wird auch die Ausführung der hinteren seitlichen Führungen 122 am Waffengehäuse 110 zur Führung des Waffenge­ häuses 110 in seiner Wiege deutlich. Weiterhin ist die vorteilhafte Anordnung der Schildzapfenachse 146 der erfindungsgemäßen Maschinenkanone 100 abge­ bildet.

Die Zuführ-Vorrichtung 150, die in diesem Ausführungs­ beispiel als Wechselgeschoß-Zuführung für eine erste Geschoßart 242 und für eine zweite Geschoßart 244 ausgeführt ist, umfaßt im wesentlichen einen end­ losen Schalengurtförderer 246 und ein den Schalen­ gurtförderer 246 bewegendes Sternrad 248 sowie ein dieses Sternrad 248 antreibendes Antriebsrad 250, das mit der Außenverzahnung 240 auf der Trommel 132 im Eingriff steht.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch das Waffengehäuse 110 der erfindungsgemäßen Maschinenkanone 100 im vorderen Bereich des Trommelgehäuses 120 mit Blick­ richtung auf die Mündung des Waffenrohres 112, von dem die Hinterkante zu sehen ist. Durch die Seelen­ achse 114 des Waffenrohres 112 verläuft ein Teil­ kreis 252 der Trommel 132, auf dem während der Dre­ hung der Trommel 132 die zentralen Längsachsen der Trommelkammern 166 (siehe dazu Fig. 3 bis 5) verlaufen. Das bogenförmige, federbelastete Aus­ gleichselement 172 (siehe dazu Fig. 4) überdeckt, wie in Fig. 7 dargestellt, etwa ein Viertel des Teilkrei­ ses 252 der Trommel 132. Die Zuführungs-Vorrichtung 150 ist schematisch angedeutet, um ihre Lage zu veranschau­ lichen. Fig. 8 zeigt die erste Steuerkurve 226, die auf dem Umfang der Trommel 132 angebracht ist, in einer Teil- Abwicklung dieser Kurve und die ihr zugeordnete zweite Steuerkurve 228 auf der waffenrohrseitigen Stirnseite der Trommel 132. Die erste Steuerkurve 226, die als Endlos-Nut ausgeführt ist, weist für jede Geschoßkammer einen geradlinigen Kurvenabschnitt 254 auf, der in einem gekrümmten Kurvenabschnitt 256 übergeht. Im Bereich des Überganges vom geradlinigen Kurvenabschnitt 254 zum ge­ krümmten Kurvenabschnitt 256 ist der gekrümmte Kurven­ abschnitt 256 tiefer in die Außenwand der Trommel 132 eingeschnitten, so daß sich eine Kante 258 zwischen den beiden Kurvenabschnitten 254 und 256 ergibt. Unter der Wirkung der aus dem Waffenrohr 112 abgezweigten Schuß­ gase wird der Schieber 130 durch seine in die erste Steuerkurve 226 eingreifende Steuerrolle 224 in Richtung des Pfeiles 264 bewegt und passiert so im Übergang zwischen dem geradlinigen Kurvenabschnitt 254 und dem gekrümmten Kurvenabschnitt 256 die Kante 258. In gegen­ läufiger Bewegung wird der Schieber 130 durch die Stell­ kräfte des Elektrolinearmotors 134 oder durch die Feder­ kraft des Puffers 136 oder aus einer Kombination dieser Kräfte in Richtung eines Pfeiles 262 bewegt, wobei aufgrund der im gekrümmten Kurvenabschnitt 256 tiefer geschnittenen Steuerkurve 226 die Steuerrolle 224 des Schiebers 130 durch die Kante 258 an einem Zurückglei­ ten in den geradlinigen Kurvenabschnitt 254 gehindert wird. Das Eintauchen der Steuerrolle 224 (siehe dazu auch Fig. 5) in die tiefer geschnittene Nut des ge­ krümmten Kurvenabschnitts 256 der ersten Steuerkurve 226 wird durch die den Steuerbolzen 220 belastende Feder 222 problem­ los ermöglicht. Im weiteren Verlauf des gekrümmten Kurvenabschnittes 256 der ersten Steuerkurve 226 wird die Steuerrolle 224 bis zu einem Übergangsbe­ reich 260 geführt, von wo ab die erste Steuerkurve 226 neuerlich in einem geradlinigen Kurvenabschnitt 254 übergeht. Im Übergangsbereich 260 zwischen dem gekrümmten Kurvenabschnitt 256 und dem "neuen" ge­ radlinigen Kurvenabschnitt 254 wirkt die durch einen Pfeil 266 veranschaulichte Stellkraft des Arbeits­ speicherelementes 138 über eine entsprechende Kante in der zweiten Steuerkurve 228 auf die Stirnseite der Trommel 132 und sichert so einen eindeutigen Übergang der Steuerrolle 224 aus dem gekrümmten Kurvenabschnitt 256 der ersten Steuerkurve 226 heraus in den geradlinigen Kurvenabschnitt 256.

Um den Zusammenhang der Steuerkurven 226, 228 mit dem Schußzyklus der erfindungsgemäßen Maschinenkanone zu verdeutlichen, ist in Fig. 8 außerdem ein Zünd­ zeitpunkt 268 und ein möglicher Hub des Puffers 136 (siehe dazu auch Fig. 3 und 5) eingezeichnet.

Fig. 9 ist eine Schnittdarstellung durch die Trommel 132 in Blickrichtung auf die Mündung des Waffenrohres 112 zu sehen. Fig. 9 dient insbesondere der Veran­ schaulichung der Positionen der Trommelkammern 166 während des Schußzyklus der erfindungsgemäßen Maschi­ nenkanone. Mit 272 ist eine erste Position einer Trommelkammer 166, mit 274 eine zweite Position, mit 276 eine dritte Position und mit 278 eine vierte Position bezeichnet. In der gewählten Blickrichtung dreht die Trommel entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung eines Pfeiles 280. Ein Schußzyklus beginnt mit der Drehung der Trommel 132, die bei den hier dargestellten vorzugsweise verwendeten vier Trom­ melkammern 166 intermittierend um ein Teilungsfeld von 90° weitergedreht wird. In der ersten Position 272 wird ein Geschoß 170 (siehe dazu Fig. 3 bis 5) mit seinem Geschoßboden voran in das aus der Dichtbüchse 168 gebildete Geschoßlager der Trommel­ kammer geschoben. Eine dazu erforderliche Ladevor­ richtung ist an sich bekannt und daher nicht mehr dargestellt. Im Intervall zwischen der zweiten Po­ sition 274 und der dritten Position 276 stehen die entsprechenden Trommelkammern 166 über die Quer­ bohrungen 210 (siehe dazu Fig. 5) im Adapter 204 mit dem ersten Kanal 206 zur Treibmittel-Dosierung in Verbindung. In diesem Intervall wird das Treib­ mittel gleichzeitig in die in der zweiten und in der dritten Position 274, 276 befindlichen Trommel­ kammern 166 dosiert. In der dritten Position 276 einer betreffenden Trommelkammer 166 liegt ein kom­ pletter Schuß vor. In diesem Intervall zwischen der zweiten und dritten Position 274, 276 wird die das Geschoß 170 enthaltende Dichtbüchse 168 der jeweiligen Trommelkammer 166 durch das bogenförmige, federbelastende Ausgleichselement 173 (siehe dazu auch Fig. 7) ständig in Dichtposition der Dicht­ büchse 168 beaufschlagt. Zum Einleiten der Schußab­ gabe wird die Trommel 132 um eine weitere Teilung entsprechend in Richtung des Pfeiles 280 gedreht, so daß der vorher in der dritten Position 276 vor­ liegende komplette Schuß in die vierte Position 287 überführt wird, wobei nunmehr das Geschoß 170 mit dem Waffenrohr 112 fluchtet. In der vierten Position 278 wird über den zweiten Kanal 208 (siehe dazu auch Fig. 5) ein Druckimpuls auf die Differen­ tialkolben-Vorrichtung 176 geleitet, so daß der Stift 190 im Differentialkolben 178 die im Geschoß­ boden befindliche Anzündladung 171 ansticht und so den Schuß auslöst.

Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsge­ mäßen Maschinenkanone 100 beschrieben.

Mit einem Betätigen des Abzughebels 219 wird ein Schuß­ zyklus ausgelöst und der Elektrolinearmotor 134 einge­ schaltet und die teilweise vorgespannte Feder des Puf­ fers 136 freigegeben. An einem Kommandogerät (hier nicht näher dargestellt, da an sich bekannt und leicht mit der erfindungsgemäßen Maschinenkanone kombinierbar) ist die gewünschte Feuerart hinsichtlich Einzelfeuer, Dauerfeuer, Kadenz und Feuerstoßbegrenzung vorwählbar.

Die Aktivierung des Elektrolinearmotors 134 und/oder die Federkraft bewegt den Schieber 130 in Vorwärtsrichtung, so daß die Steuerrolle 224 auf dem Steuerbolzen 220 des Schiebers 130 im gekrümmten Kurvenabschnitt 256 der ersten Steuerkurve 226 bewegt wird, und so die Trommel 132 um eine Trommelkammer-Position weiterdreht. Dadurch wird die bisher in der vierten Position 278 befindliche leere Trommelkammer 166 in die erste Position 272 be­ wegt, wo ein Geschoß 170 der vorgewählten ersten Ge­ schoßart 242 oder der zweiten Geschoßart 244 aus dem Schalenfördergurt 246 in die als Geschoßkammer dienende Dichtbüchse 168 der betreffenden, in der ersten Position 272 befindliche Dichtbüchse eingeschoben wird. Aufgrund der Drehung der Trommel 132 ist der bisher in der drit­ ten Position 276 vorliegende komplette Schuß in die vierte Position 278 gedreht worden, wo über den zweiten Kanal 208 im zentralen Verteilerkopf 144 ein Druckimpuls auf die Differentialkolben-Vorrichtung 176 eingeleitet wird, der den Differentialkolben 178 in Schußrichtung soweit vorwärts bewegt, daß der im Kolbeneinsatz 182 befindliche Stift 190 die im Geschoßboden des Geschosses 170 befindliche Anzündladung 171 anstechen kann.

Den Zeitpunkt kurz vor Anstechen der Anzündladung 171 zeigt die Fig. 5. Nach dem Anstechen der An­ zündladung 171 bewirkt der nunmehr zwischen dem Geschoßboden und dem Differentialkolben 178 anste­ hende Gasdruck aus der Umsetzung der Anzündladung 170 eine Rückwärtsbewegung des Differentialkolbens 178, verbunden mit einer Druckwirkung auf den Stift 190, so daß der mit dem Stift 190 verbundene Ventil­ teller 192 die Überströmöffnungen 184 im Kolbeneinsatz 182 freigibt. Durch die Rücklaufbewegung des Differen­ tialkolbens 178 wird das hinter dem Differential­ kolben 178 im Dosierraum 196 der Trommelkammer 176 anstehende Flüssigtreibmittel durch die Einström­ bohrungen 194 im Differentialkolben 187 in den Innen­ raum 186 des Differentialkolbens 178 gedrückt und von dort aus durch die nunmehr freien Überströmöff­ nungen 184 in den sich vor dem Differentialkolben 178 ausbildenden Verbrennungsraum 188 hinter der Dichtbüchse 168 gespritzt. Mit zunehmender Einsprit­ zung des Flüssigtreibmittels in den Verbrennungsraum 188 erfolgt die Umsetzung des Flüssigtreibmittels im Verbrennungsraum und der entstehende Gasdruck führt zur Beschleunigung des Geschosses 170 und zum Ver­ schießen aus dem Waffenrohr 112. Während der Beschleu­ nigungsphase des Geschosses 170 wird der Kolben durch den im Verbrennungsraum 188 anstehenden Gasdruck wei­ ter so lange rückwärts bewegt, bis das im Dosierraum 196 befindliche Flüssigtreibmittel vollständig daraus verdrängt worden ist und im Verbrennungsraum 188 zur Umsetzung gelangte. Der Differentialkolben 178 liegt am Ende der Beschleunigung des Geschosses 170 an der rückwärtigen Stirnwand der betreffenden Trommelkammer 166 an. Da die mit dem Differentialkol­ ben 178 verbundene hohle Kolbenstange 180 durch die Rücklaufbewegung des Differentialkolbens 178 in den Trommelkammer-Abschluß 198 eintaucht, wird ein Teil des bis dahin im Trommelkammer-Abschluß 198 befindlichen Flüssigtreibmittels verdrängt und fließt über den zweiten Kanal 208 im zentralen Ver­ teilerkopf 144 und von dort über nicht näher be­ zeichneten Leitungen in den waffennahen Tank 140 zurück. Die Rücklaufbewegung des Differentialkolbens 178 beim regenerativen Einspritzen des Flüssigtreib­ mittels während der Schußentwicklung wird durch die die Kolbenstange 180 umschließende Druckfeder 202 unterstützt. Der mit dem Stift 190 verbundene Ventilteller 192, der während des regenerativen Einspritzens des Flüssigtreibmittels die Überström­ öffnungen 184 im Kolbeneinsatz 182 frei gibt, ist in seinem Durchmesser so bemessen, daß er die im Differentialkolben 178 angebrachten Einströmbohrungen 194 nicht verschließen kann. Andererseits verschließt der Ventilteller 192 während des regenerativen Ein­ spritzens des Flüssigtreibmittels in dem Verbrennungs­ raum aufgrund der Gasdruckbelastung des Stiftes 190 die hohle Kolbenstange 180. Nachdem während der Schußentwicklung das Geschoß 170 die im Waffen­ rohr 112 befindliche Gasbohrung 230 der Gasleit- Vorrichtung 128 passiert hat, gelangt ein Teil der Schußgase durch die Gasbohrung 230 in die Gasgleit­ hülse 232 und bei entsprechend hohem Gasdruck über die Gasdüse 234 mit der nötigen Gasdruck-Kraft in die Kolbenkammer 238. Infolge dessen wird der mit dem Schieber 130 verbundene Gaskolben 214 druckbe­ aufschlagt, so daß der Schieber 130 rückwärts, ent­ gegen der Schußrichtung, bewegt wird. Die Steuerrolle 224 auf dem Steuerbolzen 220 des Schiebers 130 läuft den gradlinigen Kurvenabschnitt 254 der ersten Steuer­ kurve 226 entlang, ohne eine Bewegung der Trommel 132 hervorzurufen. Falls eine Feuerpause gewünscht wird, wird nach Anschlagen der mit dem Schieber 130 verbundenen Klinke auf den Puffer 136 die Abzugtasche 218 der Klinke 216 durch den Abzughebel 219 gefangen. Anderenfalls rufen die Federkräfte des Puffers 136 eine erneute Vorwärtsbewegung des Schiebers 130 her­ vor, so daß aufgrund des Eingriffs der Steuerrolle 224 des Schiebers 130 in den gekrümmten Kurvenab­ schnitt 256 der ersten Steuerkurve 226 eine erneute Drehbewegung der Trommel 132 hervorgerufen wird. Damit gelangt eine Trommelkammer 166 mit einem kom­ pletten Schuß aus der dritten Position 276 erneut in die vierte Position 278, so daß ein neuer Schuß abgegeben werden kann.

Währenddessen durchlaufen die anderen Trommelkammern 166 die erste Position 272, in der in die in dieser Position befindliche Dichtbüchse 168 der betreffenden Trommelkammer 166 ein Geschoß 170 geladen wird, und weiter die zweite Position 274, bei neuerlicher Drehung der Trommel 132 und weiter die dritte Position 276. In der zweiten Position 274 beginnt der Dosiervor­ gang für das monergole Treibmittel, wobei aus dem waffennahen Tank 140 das Treibmittel über den Pumpen-/ Steuerblock 142 über entsprechende Leitungen in den ersten Kanal 206 des zentralen Verteilerkopfes 144 gedrückt wird. Von dort aus gelangt das Treibmittel über die mit dem ersten Kanal 206 in Verbindung stehen­ de erste Querbohrung 210 im Adapter 204 in jenen Trommelkammer-Abschluß 198 der in der zweiten bzw. dritten Position 274 bzw. 276 befindlichen Trommel­ kammer 166. Das in die jeweiligen Trommelkammer-Ab­ schlüsse 198 gedrückte Treibmittel strömt durch die hohle Kolbenstange 180 der betreffenden Differential­ kolben-Vorrichtung 176 in den Innenraum 186 der je­ weiligen Differentialkolben 178. Das durch die hohle Kolbenstange 180 einströmende monergole Treibmittel wirkt auf den Ventilteller 192, der die Überström­ öffnungen 184 im Kolbeneinsatz 182 der jeweiligen Differentialkolben-Vorrichtung 176 verschließt, so daß das Treibmittel aus dem Innenraum 186 im jeweili­ gen Differentialkolben 178 durch die Einströmbohrungen 194 im Differentialkolben 178 in einen Raum zwischen dem Differentialkolben 178 und an der Rückwand der Trommelkammer 166 einströmen kann, so daß sich ein Dosierraum 196 hinter dem Differentialkolben 178 ausbildet. Mit zunehmender Befüllung des Dosierraumes 196 der betrachteten Trommelkammer 166 beim Durch­ laufen des Intervalls zwischen der zweiten Position 274 bis zur dritten Position 276 wird die Differen­ tialkolben-Vorrichtung 176, insbesondere der Differen­ tialkolben 178, auf die Dichtbüchse 168 im vorderen Bereich der Trommelkammer 166 zu bewegt. Der Dosier­ vorgang, also das Befüllen des Dosierraumes 196 mit Flüssigtreibmittel, ist beendet, bevor der Stift 190 in der zentralen Ausnehmung des Kolbeneinsatzes 182 den Geschoßboden des in der Dichtbüchse 168 be­ findlichen Geschosses 170 erreicht hat. Erst beim Weiterdrehen der Trommel 132, wobei die bis dahin in der dritten Position 276 mit einem kom­ pletten Schuß geladener Trommelkammer 166 in die vierte Position 278 überführt wird, wird durch einen zusätzlichen Druckimpuls auf den Differentialkolben 178 der Differentialkolben 178 soweit vorwärts bewegt daß der Stift 190 die im Geschoßboden befindliche Anzündladung 171 anstechen kann.

Bezugszeichenliste

100 Maschinenkanone
110 Waffengehäuse
112 Waffenrohr
114 Seelenachse von (112)
116 Mündungsbremse
118 Wiege
120 Trommelgehäuse
122 Führungen
124 Rücklauf-Vorrichtung
126 Vorlaufdämpfer
128 Gasleit-Vorrichtung
130 Schieber
132 Trommel
134 Elektrolinearmotor
136 Puffer
138 Arbeitsspeicherelement
140 waffennaher Tank
142 Pumpen-/Steuerblock
144 zentraler Verteilerkopf
146 Schildzapfenachse
148 Schwenkradius
150 Zuführungs-Vorrichtung
152 Rücklauf-Gehäuse von (124)
154 Führungsring in (152)
156 Schrauben-Druckfeder in (152)
158 Tellerfedernpaar in (152)
160 Rollenlager für (132)
162 Drehachse von (132)
164 Schraubeinsatz
166 Trommelkammer
168 Dichtbüchse
170 Geschoß
171 Anzündladung
172 Dichtringe
173 Ausgleichselement
174 Kreisring-Nuten in (168)
176 Differentialkolben-Vorrichtung
178 Differentialkolben
180 hohle Kolbenstange
182 Kolbeneinsatz
184 Überströmöffnungen in (182)
186 Innenraum in (178)
188 Verbrennungsraum
190 Stift (Anzündstift)
192 Ventilteller
194 Einströmbohrungen
196 Dosierraum
198 Trommelkammer-Abschluß
200 Abschlußkappe auf (180)
202 Druckfeder
204 Adapter
206 erster Kanal (zur Treibmittel-Dosierung)
208 zweiter Kanal (für Zündimpuls und rückströmendes Treibmittel)
210 erste Querbohrung
212 zweite Querbohrung
214 Gaskolben
216 Klinke
218 Abzugtasche
219 Abzughebel
220 Steuerbolzen
222 Feder
224 Steuerrolle
226 erste Steuerkurve auf dem Umfang von (132)
228 zweite Steuerkurve, stirnseitig von (32)
230 Gasbohrung
232 Gasleithülse
234 Gasdüse
236 Gasleitung
238 Kolbenkammer
240 Außenverzahnung auf (132)
242 erste Geschoßart
244 zweite Geschoßart
246 Schalengurtförderer
248 Sternrad
250 Antriebsrad für (248)
252 Teilkreis der Trommel
254 geradliniger Kurvenabschnitt von (226)
256 gekrümmter Kurvenabschnitt von (226)
258 Kante zwischen (254) und (256)
260 Übergangsbereich zwischen (256) und (254)
262 Wirkrichtung von (134)
264 Wirkrichtung des Gasdruckes auf (130)
266 Wirkrichtung von (138)
268 Zündzeitpunkt
270 möglicher Pufferhub
272 erste Position einer Geschoßkammer
274 zweite Position einer Geschoßkammer
276 dritte Position einer Geschoßkammer
278 vierte Position einer Geschoßkammer
280 Drehrichtung der Trommel (132)

Claims (6)

1. Maschinenkanone für ein monergoles Flüssigtreibmittel zum Verschießen von Geschossen aus einer Geschoßkammer mittels Umsetzung des regenerativ von einer im Waffengehäuse integrierten Differentialkolbenvorrichtung während der Schußentwicklung in einen Verbrennungsraum eingespritzten monergolen Flüssigtreibmittels, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Die Maschinenkanone (100) weist in ihrem Waffengehäuse (110) ein Trommelgehäuse (120) mit einer Trommel (132) auf, die um eine zu einer Seelenachse (114) eines Waffenrohres (112) parallele Achse (162) drehbar ist;
• b) Die Trommel (132) weist mehrere Trommelkammern (166) mit jeweils einer Geschoßkammer sowie einer der jeweiligen Trommelkammer (166) zugeordneten und dazu fluchtenden Differentialkolben-Vorrichtung (176) auf;
• c) Zum Antrieb der Trommel (132) ist ein im Waffengehäuse (110) längsverschieblich angeordneter Schieber (130) vorgesehen.

2. Maschinenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Trommel (166) eine Dichtbüchse (168) als Geschoßkammer dient, die gegenüber dem Waffenrohr (112) mittels eines Dichtringes (172) gedichtet wird und deren Abdichtung durch Schuß­ gase vorsteuerbar ist.

3. Maschinenkanone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (132) vier Trommelkammern (166) enthält.

4. Maschinenkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (130) zum Antrieb der Trommel (132) einen federbelasteten Steuerbolzen (220) mit einer Steuerrolle (224) aufweist und daß die Steuerrolle (224) in eine auf dem Umfang der Trommel (132) angebrachte endlose erste Steuer­ kurve (226) eingreift, so daß eine Längsbewegung des Schiebers (130) im Waffengehäuse (110) eine Drehbewegung der Trommel (132) hervorruft.

5. Maschinenkanone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (130) an einem seiner Enden mit einem Gaskolben (214) verbunden ist, wobei der Gaskolben (214) von abgezweigten Schußgasen über eine Gasleit-Vorrich­ tung (128) beaufschlagt wird.

6. Maschinenkanone nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schiebers (130) im Waffengehäu­ se (110) ein auf den Schieber (130) wirkender Elektro-Linear-Motor (134) angeordnet ist, mittels dessen Stellkräften der Schieber (130) längsver­ schieblich bewegbar ist.