DE4025546A1

DE4025546A1 - Muendungsbremse fuer eine grosskalibrige rohrwaffe

Info

Publication number: DE4025546A1
Application number: DE4025546A
Authority: DE
Inventors: Rolf Bartolles
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 1990-08-11
Filing date: 1990-08-11
Publication date: 1992-02-13
Anticipated expiration: 2010-08-12
Also published as: DE4025546C2; DE59104666D1; EP0471920A1; EP0471920B1; US5119716A

Description

Die Erfindung betrifft eine Mündungsbremse nach den im Oberbe griff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Mündungsbremse ist aus "Militärtechnik" 6/74, Seite 250, Bild 4 und 5 als bekannt zu entnehmen. Aus dieser Druckschrift sind Gasaustrittsöffnungen bekannt, deren vordere Prallfläche und hintere Gleitfläche unter einem unbestimmten Winkel schräg und parallel nach hinten gerichtet sind. Es wird kein Hinweis gegeben, in welchem Winkelbereich der Prallfläche eine maximale Reduzierung der Rücklaufenergie eines Waffenroh res während der Schußabgabe eines drallstabilisierten Geschos ses erzielt werden kann. Aus dieser Druckschrift ist es des wei teren bekannt, die Lage der quer zur Rohrseelenachse angeordne ten Gasaustrittsöffnungen in unterschiedlicher Länge vom hinte ren Ende der Mündungsbremse bis ganz nach vorn ansteigend anzu ordnen. Dadurch wird einerseits eine Reduzierung des Knalldruc kes und des Mündungsblitzes herbeigeführt, andererseits wird jedoch die Rücklaufenergie des Waffenrohres ungünstig reduziert.

Diese Mündungsbremse enthält darüber hinaus keine durchgehende Innenbohrung, sondern im Bereich der Austrittsöffnungen über den Rohrinnendurchmesser hinausgehende Erweiterungen. Beim Ge schoßdurchgang wird dadurch im Bereich der Erweiterungen der vorhandene Gasdruck im Waffenrohr schnell abgebaut, so daß im Bereich der Mündungsbremse keine weitere oder ggf. nur eine geringe Geschwindigkeitserhöhung des Geschosses erzielt werden kann.

Die vorbeschriebene Mündungsbremse bedarf beim Einsatz an einem großkalibrigen Waffenrohr noch einer zusätzlichen stabilen Si cherung. Sie kann wie eine in der DE-32 03 807 A1 dargestellte Mündungsbremse im Bereich eines das Waffenrohr umhüllenden Ge windeteiles durch eine in das Waffenrohr eingreifende Feder ge gen Verdrehen gesichert werden, wobei sie vorher durch eine in der Fig. 1 der vorliegenden Erfindung dargestellte Kontermut ter noch verspannt und die Feder aufwendig gegen radiales Loslö sen gesichert werden muß.

Durch den Verspannungsvorgang der Kontermutter wird jedoch das Gewindeteil im Bereich des Gewindespieles nach vorn geschoben, so daß ein Spalt zwischen der vorderen Stirnseite des Waffenroh res und einer radialen Anschlagfläche entsteht. Durch den Spalt können Pulvergase und Feuchtigkeit beispielsweise die Lebensdau er einer eingesetzten Elastomerdichtung beeinträchtigen, wo durch Folgeschäden durch Korrosion im Befestigungsbereich der Mündungsbremse entstehen können.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Mündungsbremse bereitzustellen, die nicht nur gegenüber der eingangs zitierten Mündungsbremse den Wirkungsgrad verbessert und die Einsatzbe reitschaft wesentlich verlängert, sondern auch die Geschoßan fangsgeschwindigkeit erhöht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Merkma len der Unteransprüche hervor.

Die erfindungsgemäße Mündungsbremse erzielt vorzugsweise bei einem Einsatz an großkalibrigen Rohrwaffen, beispielsweise an Waffenrohren von Feld- oder Panzerhaubitzen, wesentliche Vortei le.

Dadurch, daß die axiale Innenbohrung der Mündungsbremse einen dem Zugdurchmesser des Waffenrohres entsprechenden Innen durchmesser aufweist und ihr hinteres Ende an der Fläche des ra dial verlaufenden Anschlages endet, können beim Geschoßdurch lauf seitlich am Geschoß wenig Gase vorbeiströmen, wodurch der Gasdruckabbau innerhalb der Mündungsbremse vergleichweise ge ring bleibt und eine Steigerung der Geschoßanfangsgeschwindig keit um beispielsweise 20 m/sec erzielt wird.

Die seitlichen Gasaustrittsöffnungen weisen ausgehend vom Zug durchmesser im hinteren Bereich der Mündungsbremse eine unter schiedliche, maßgeblich in vordere Richtung zunehmende Öff nungslänge auf, während die Gasaustrittsöffnungen im vorderen Bereich der Mündungsbremse eine gleiche Öffnungslänge aufwei sen. Die vergleichsweise kurze Öffnungslänge erzeugt in der er sten hinteren Durchlaufphase des Geschosses eine Reduzierung des Knalldruckes und des Mündungsblitzes, während in der zwei ten vorderen Durchlaufphase des Geschosses die Gase in voller Schlitzlänge gegen die Prallflächen strömen, wodurch die Rück laufenergie des Waffenrohres mit einem hohen Wirkungsgrad von beispielsweise 50% gebremst wird. Der hohe Wirkungsgrad wird beispielsweise dann erzielt, wenn der Winkel der Prallfläche in einem Winkelbereich von 100 bis 105° zur Innenbohrung und der Winkel der Gasleitfläche in einem Winkelbereich von 110 bis 120° zur Innenbohrung angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Mündungsbremse ist an ihrem hinteren das Waffenrohr umhüllenden Ende über eine separate Spannvorrichtung mit dem Waffenrohr verbunden und definiert vorspannbar, wobei die Spannvorrichtung eine hohe Zugkraft auf das hintere Ende der Mündungsbremse ausübt, so daß die Anschlagfläche dichtend an der Stirnseite des Waffenrohrmündungsendes angepreßt an liegt. Die dichtende Anlage der Anschlagfläche der Mündungsbrem se an der Stirnseite des Waffenrohres verhindert das Eindringen der aus dem Waffenrohr ausströmenden Pulvergase und von Feuch tigkeit, wodurch im Befestigungsbereich Schäden durch Korrosion verhindert werden. Die Mündungsbremse ist somit auch leicht de und montierbar.

Nach einem Ausgestaltungsmerkmal besteht die Spannvorrichtung aus einem am Waffenrohr angeschlossenen Flansch, der den Ein satz von kleindimensionierten hochfesten Schrauben gestattet, die selbstsichernd und hochvorspannbar sind und somit auf einfa che Weise eine hohe Flächenpressung und dadurch die gewünschte Dichtwirkung zwischen der Anschlagfläche der Mündungsbremse und der Stirnseite des Waffenrohres erzielen.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik wird die Erfin dung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbei spieles des näheren erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ausschnittsweise den Befestigungsbereich einer be kannten Mündungsbremse an einem großkalibrigen Waf fenrohr mit bisher üblichen Befestigungselementen,

Fig. 2 ausschnittsweise den Befestigungsbereich der er findungsgemäßen Mündungsbremse an einem großkalibrigen Waffenrohr,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Mündungsbremse,

Fig. 4 einen in der Fig. 3 mit IV-IV gekennzeichneten Querschnitt,

Fig. 5 einen in der Fig. 4 mit V-V gekennzeichneten Schnittverlauf.

Die Fig. 1 verdeutlicht das vordere Ende eines großkalibrigen Waffenrohres 12, das beispielsweise einen Kaliberdurchmesser d₂ von 155 mm aufweist und außenseitig eine Mündungsbremse 10.1 in an sich bekannter Weise aufnimmt. Die Mündungsbremse 10.1 ist koaxial zur Rohrseelenachse 16 an das Mündungsende des Waffenrohres 12 bis zu einem radial verlaufenden ringförmigen Anschlag 20 ansetzbar und enthält ein Innengewinde 42, das zur Befestigung der Mündungsbremse 10.1 auf ein entsprechendes Außengewinde des Waffenrohres 12 aufschraubbar ist. Eine in eine Nute 46 des Waffenrohres 12 eingreifende Feder 44 sichert die Mündungsbremse 12.1 gegen Verdrehen. Damit die Mündungsbremse 10.1 während des Schießbetriebes sich nicht innerhalb des Gewindespieles axial bewegen kann, erhält die Mündungsbremse 10.1 durch eine Kontermutter 62 eine definierte Lage. Die Kontermutter 62 ist hinter der Mündungsbremse 10.1 über ein Gewinde mit dem Waffenrohr 12 verbunden und verschiebt beim Kontern die Mündungsbremse 10.1 in die vordere Richtung 53, wodurch jedoch der Anschlag 20 der Mündungsbremse 10.1 um einen Spalt 66 von der Stirnseite 36 des Waffenrohres 12 gelöst wird. Dadurch können die eingangs genannten Nachteile auftreten, wobei die beispielsweise aus einem Elastomer bestehende Dichtung 64 durch heiße Pulvergase und Pulverreste zerstört werden kann und zusätzlich durch Wasser und Feuchtigkeit hervorgerufene Korrosionsschäden an der Zentrierbohrung 19 der Mündungsbremse und an dem Zentriermantel 21 des Waffenrohres 12 sowie ggf. an dem Befestigungsgewinde 42 auftreten können. Bei dieser bisherigen Befestigungsweise der Mündungsbremse mußte die Kontermutter 62 zusätzlich gegen Verdrehen und die Feder 44 gegen radiales Entfernen durch ein mittels Schrauben 60 auf der Mündungsbremse 10.1 anschraubbares Sicherungselement 58 gesichert werden.

Demgegenüber verdeutlichen die Fig. 2 bis 5 die Gestaltung und Befestigung der erfindungsgemäßen Mündungsbremse 10 am vorderen Ende des Waffenrohres 12.

Nach der Fig. 2 ist die Mündungsbremse 10 an ihrem hinteren das Waffenrohr 12 umhüllenden Ende über eine separate Spannvor richtung 22 mit dem Waffenrohr 12 verbunden und definiert vor spannbar. Die Spannvorrichtung 22 übt eine hohe Zugkraft auf das hintere Ende der Mündungsbremse 10 aus, so daß die Anschlag fläche 20 der Mündungsbremse 10 dichtend an der Stirnseite 38 des Waffenrohrmündungsendes angepreßt anliegt.

Die Spannvorrichtung besteht aus einem am Waffenrohr 12 ange schlossenen Flansch 28, der zur Aufnahme von Schrauben 30 axial verlaufende Bohrungen 32 enthält, während die Mündungsbremse 10 in einem zylindrischen Ansatz 50 stirnseitig Gewindebohrungen 34 zur Befestigung der Schrauben 30 aufweist. Die Schrauben 30 der Spannvorrichtung 22 bestehen aus einem hochfesten Werkstoff, vorzugsweise Stahl, mit einer Mindestzugfestigkeit von 1200 N/mm². Der Flansch 28 stützt sich raumsparend über ein Fein gewinde 36 gegenüber dem Waffenrohr 12 ab.

Die hochfesten Schrauben 30 können trotz ihrer raumsparenden Dimensionierung hoch belastet werden und wirken deshalb durch ihre hohe Vorspannkraft selbstsichernd, so daß zusätzliche Schraubensicherungselemente entfallen können. Die hohe in rück wärtige Richtung 52 weisende Zugkraft der Schrauben 30 wird von der Anschlagfläche 20 der Mündungsbremse 10 auf die vordere Stirnfläche 38 des Waffenrohres 12 abstützend übertragen, wo durch zwischen der Anschlagfläche 20 und der Stirnfläche 38 eine spezifische Flächenpressung von beispiels weise 200 N/mm² mit guter Dichtwirkung, insbesondere auch gegen einen während des Schießbetriebes vorhandenen Gasdruck von 800 bar erzeugt wird. Die Zentrierung 19, 21 und das Gewinde 42 wer den dadurch vor Korrosionsschäden geschützt, wobei der Einsatz des bekannten Dichtringes 64 entbehrlich ist. Die Mündungsbrem se 10 kann wie bisher durch eine Feder 44 mit der Schraubverbin dung 48 gegen Verdrehen gesichert sein. Nach einem nicht darge stellten Ausführungsbeispiel ermöglicht die erfindungsgemäße Spannvorrichtung sogar durch die hohe Vorspannung den Wegfall des Gewindes 42 und der Feder 44 mit Nute 46.

Die Fig. 3 bis 5 lassen die im seitlichen Längenbereich der Mündungsbremse 10 quer zur Rohrseelenachse 16 angeordneten Gas austrittsöffnungen 14 erkennen, wobei die hintere Gasaustritts öffnung 14 eine minimale Öffnungslänge l₁ aufweist.

Die axiale Innenbohrung 18 der Mündungsbremse 10 weist einen dem Zugdurchmesser d₁ und nicht dem Kaliberdurchmesser d₂ des Waffenrohres 12 entsprechenden Innendurchmesser d auf, wobei ihr hinteres Ende an der Fläche des radial verlaufenden Anschla ges 20 endet. Diese Ausführung erzielt den Vorteil, daß neben der bereits erwähnten Erhöhung der Geschoßanfangsgeschwindig keit die Geschoßdrehzahl im Bereich der Mündungsbremse nicht mehr erhöht wird und dadurch zusätzliche Geschoßbelastungen ver mieden werden.

Ausgehend von dem Zugdurchmesser d weisen die Gasaustrittsöff nungen 14 Prall- und Gleitflächen 24, 26 auf, die im hinteren Bereich der Mündungsbremse 10 eine unterschiedliche und im vor deren Bereich eine gleiche Öffnungslänge l bei jeweils konstan ter Öffnungsbreite b aufweisen. Die Öffnungslänge l₁ nimmt bis zur Hälfte der wirksamen Länge l₂ der Mündungsbremse 10 gleich mäßig zu und bleibt in der anschließenden Hälfte der Länge l₂ konstant. Die Winkel α, β der Prallfläche 24 und der Gleitflä che 26 sind unterschiedlich schräg gegenüber der Innenbohrung 18 ausgeführt.

Der Winkel α der Prallfläche 24 gewährleistet in einem Winkelbe reich von 100 bis 105° zur Innenbohrung 18 eine optimale Umlen kung der Austrittsgase und im Zusammenwirken mit den der maxima len Öffnungslänge l₁ entsprechenden Gasaustrittsöffnungen 14 eine 50%ige Rücklaufenergiereduzierung des Waffenrohres 12. Bei einem Waffenrohr 12 von 155 Kaliberdurchmesser d2 kann bei spielsweise die Rücklaufenergie von 1200 kN auf 600 kN redu ziert werden.

Der Winkel β der Gasleitfläche 26 sorgt in einem Winkelbereich von 110 bis 120° zur Innenbohrung 18 für eine störungsfreie Gasableitung. Ein besonders günstiger Bremseffekt des Waffenroh res 12 wird dann erzielt, wenn die Prallfläche 24 unter einem Winkel α von 102° und die Gasleitfläche 26 unter einem Winkel β von 114° gegenüber der Innenbohrung 18 angeordnet sind, wo bei die Prallfläche 24 noch durch einen über den Durchmesser d₃ hinausgehenden Ansatz 54 vergrößter ausgeführt sein kann.

Die Mündungsbremse 10 zeichnet sich des weiteren durch eine kur ze Bauweise aus, wobei die wirksame Länge l₂ der Mündungsbremse 10 gegenüber dem Kaliberdurchmesser d₂ des Waffenrohres 12 nur ein Verhältnis zwischen 4 und 5 aufweist. In dieser wirksamen Länge 12 ist die Mündungsbremse 10 mit einer hohen Anzahl von Gasaustrittsöffnungen 14 beispielsweise mit jeweils 14 beidseitig angeordneten Gasaustrittsöffnungen 14 versehen.

Die kurze Bauweise und eine im gesamten Längenbereich 12 der Mündungsbremse 10 oben und unten angeordnete Abflachung 56 wirken sich gewichtsreduzierend und somit positiv hinsichtlich der durch die Spannvorrichtung aufzubringenden Vorspannkräfte aus.

Zur Vermeidung von Feuchtigkeits- bzw. Wasseransammlungen im Waffenrohr 12 enthält die Mündungsbremse eine Abflußöffnung 40, die vorzugsweise im hinteren unteren Bereich der Mündungsbremse 10 angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

10 Mündungsbremse
10.1 Mündungsbremse
12 Waffenrohr
14 Gasaustrittsöffnung
16 Rohrseelenachse
18 Innenbohrung
19 Zentrierbohrung
20 Anschlag
21 Zentriermantel
22 Spannvorrichtung
24 Prallfläche
26 Gasleitfläche
28 Flansch
30 Schrauben
32 Bohrung
34 Gewindebohrung
36 Feingewinde
38 Stirnseite
40 Abflußöffnung
42 Gewinde
44 Feder
46 Nute
48 Schraubverbindung
50 Ansatz
52 Richtung
53 Richtung
54 Ansatz
56 Abflachung
58 Sicherungselement
60 Schrauben
62 Kontermutter
64 Dichtung
66 Spalt
b Breite
d Innendurchmesser
d₁ Zugdurchmesser
d₂ Kaliberdurchmesser
d₃ Außendurchmesser
l₁ Öffnungslänge
l₂ Wirksame Länge
α, β Winkel

Claims

1. Mündungsbremse für ein Waffenrohr (12), die koaxial an das Mündungsende des Waffenrohres bis zu einem radial verlaufen den ringförmigen Anschlag ansetzbar ist und in ihrem seit lichen Längenbereich quer zur Rohrseelenachse (16) angeord nete Gasaustrittsöffnungen (14) enthält, die am hinteren En de der Mündungsbremse (10) eine minimale Öffnungslänge (l₁) aufweisen, dadurch gekennzeichnet,

- daß die axiale Innenbohrung (18) der Mündungsbremse (10) einen dem Zugdurchmesser (d₁) des Waffenrohres (12) ent sprechenden Innendurchmesser (d) aufweist und ihr hinte res Ende an der Fläche des radial verlaufenden Anschlages endet,
- daß die Mündungsbremse (10) an ihrem hinteren das Waffen rohr (12) umhüllenden Ende über eine separate Spannvor richtung (22) mit dem Waffenrohr (12) verbunden und de finiert vorspannbar ist, die Spannvorrichtung (22) eine hohe Zugkraft auf das hintere Ende der Mündungsbremse (10) ausübt und die Anschlagfläche (20) dichtend an der Stirnseite (38) des Waffenrohrmündungsendes angepreßt anliegt,
- daß ausgehend vom Zugdurchmesser (d) die Gasaustrittsöff öffnungen (14) Prall- und Gleitflächen (24, 26) auf weisen, die im hinteren Bereich der Mündungsbremse (10) eine unterschiedliche und im vorderen Bereich eine glei che Öffnungslänge (l₁) aufweisen.

2. Mündungsansprüche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (22) aus einem am Waffenrohr (12) ange schlossenen Flansch (28) besteht, der zur Aufnahme von Schrauben (30) axialverlaufende Bohrungen (32) enthält, und daß die Mündungsbremse (10) stirnseitig Gewindebohrungen (34) zur Befestigung der Schrauben (30) aufweist.

3. Mündungsbremse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (30) der Spannvorrichtung (22) aus einem hoch festen Werkstoff mit einer Mindestzugfestigkeit von 1200 N/mm² bestehen.

4. Mündungsbremse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (28) über ein Feingewinde (36) mit dem Waffenrohr (12) verbunden ist.

5. Mündungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungslänge (l₁) der Gasaustrittsöffnungen (14) bis zur Hälfte der wirksamen Länge (l₂) der Mündungsbremse (10) konstant zunimmt und in der anschließenden Hälfte der Länge (l₂) konstant bleibt.

6. Mündungsbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Win kel (α, β) der Prallfläche (24) und der Gasleitfläche (26) unterschiedlich schräg gegenüber der Innenbohrung (18) aus geführt sind.

7. Mündungsbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Win kel (α) der Prallfläche (24) in einem Winkelbereich von 100 bis 105° zur Innenbohrung (18) und der Winkel (β) der Gas leitfläche (26) in einem Winkelbereich von 110 bis 120° zur Innenbohrung (18) angeordnet sind.

8. Mündungsbremse nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallfläche (24) unter einem Winkel (α) von 102° und die Gasleitfläche (26) unter einem Winkel (β) von 114° gegenüber der Innenbohrung (18) angeordnet sind.

9. Mündungsbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Länge (l₂) der Mündungsbremse (10) gegenüber dem Kaliberdurchmesser (d₂) des Waffenrohres (12) ein Verhältnis zwischen 4 und 5 aufweist.

10. Mündungsbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine im gesamten Längenbereich (l₂) der Mündungsbremse (10) oben und unten angeordnete Abflachung (56).

11. Mündungsbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Abflußöffnung (40), die vorzugsweise im hinteren unteren Bereich der Mündungsbremse (10) angeordnet ist.