EP0539426B1 - Einrichtung an handfeuerwaffen zum abdichten eines patronenlagers - Google Patents

Einrichtung an handfeuerwaffen zum abdichten eines patronenlagers Download PDF

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EP0539426B1
EP0539426B1 EP91912813A EP91912813A EP0539426B1 EP 0539426 B1 EP0539426 B1 EP 0539426B1 EP 91912813 A EP91912813 A EP 91912813A EP 91912813 A EP91912813 A EP 91912813A EP 0539426 B1 EP0539426 B1 EP 0539426B1
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EP
European Patent Office
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cartridge
chamber
cartridge chamber
insert element
propellant charge
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EP91912813A
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Reinhard Schieferle
Nehemia Sirkis
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Pse Produkt- und Systementwicklungsgesellschaft Mbh
Voere Kufsteiner Geratebau- und Handelsgesellschaft Mbh
Original Assignee
Pse Produkt- und Systementwicklungsgesellschaft Mbh
Voere Kufsteiner Geratebau- und Handelsgesellschaft Mbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A3/00—Breech mechanisms, e.g. locks
    • F41A3/64—Mounting of breech-blocks; Accessories for breech-blocks or breech-block mountings
    • F41A3/74—Obturating or packing devices for gas leak prevention in breech mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a device on handguns for sealing a cartridge chamber for a caseless cartridge, which has a projectile and an associated propellant charge body, with a seal having a cup-shaped sealing element and an insert element which are exchangeably attached to the breech piston, the insert element being one on the thrust floor of the propellant charge body and the cup-shaped sealing element has a wall that presses against the inner surface of the cartridge chamber when the pressure rises, and the generators of the outer surface of the wall of the seal and the contact section of the inner surface of the cartridge chamber converge.
  • the wall of the cup-shaped sealing element expands and is pressed against the inner surface of the cartridge chamber.
  • the conically widening sealing element does not reach the cylindrical shape even in the pressed-on position, so that a tight fit cannot be achieved. Since the resulting gas pressure is at a considerable height, for example at 4000-5000 bar, it has been shown that the seal is unsatisfactory due to the annular gap between the sleeve and the locking piston and a pressure loss occurs which affects the shooting behavior.
  • AT-PS 317 726 shows an extractor for caseless cartridges, each having a circumferential groove.
  • the locking piston is provided with a pull-out claw, which forms part of the propellant charge of the circumference engages and engages in the circumferential groove.
  • the locking piston is either not coaxial with the barrel axis or, due to the eccentric pull-out claw, has a non-circular cross-section, so that it is not possible to form a bayonet lock.
  • the invention has now set itself the task of creating a device that brings about an easy to manufacture, improved sealing of the cartridge chamber on the breech side, as well as the formation of a bayonet lock and the withdrawal of a cartridge that has not been fired.
  • cup-shaped design allows the formation of a bayonet lock in spite of the pull-out claw which, thanks to the arrangement on the insert element, does not influence the sealing by the sealing element.
  • the interchangeability of the insert element does not reduce wear, however, the replacement of the insert element is easily possible, and therefore in particular the face of the sealing piston is protected.
  • the insert element is also cup-shaped, whereby the wall of the seal pressing against the inner surface of the cartridge chamber is also protected against direct gas pressure and heat.
  • the interior of the pot-shaped insert element is preferably designed to match the shape of the propellant charge body.
  • a first embodiment provides that the insert element is provided with a threaded pin and the locking piston is provided with a bore, and the threaded pin is held by a nut which is supported in an extension of the bore.
  • the insert element resembles a screw which is screwed into the locking piston and whose head rests on the impact floor of the propellant charge body.
  • Another embodiment provides that the insert element is provided with a threaded bore and is screwed onto a threaded pin protruding from a bore of the locking piston.
  • the threaded pin can be provided with a head element, for example a nut, which is supported in an extension of the bore.
  • the insert element is provided with a threaded hole and screwed onto an end threaded pin of the locking piston.
  • the angle between the two generators can be within a range from 0.1 ° to 15 °, and depends, among other things, on the extent of elastic deformation of the material used for the seal. For steels customary in weapon production, the angle is preferably 1 °. Particularly good results have been shown in practical testing.
  • a cartridge chamber 2 is formed, on the side facing away from the barrel a receiving space 17 for the breech 6 connects.
  • This is provided with conventional locking elements 7, which can be screwed into corresponding recesses in the receiving space 17 in the manner of a bayonet lock.
  • the cartridge 3 inserted into the cartridge chamber 2 is sleeve-free and has a projectile 4 projecting into the barrel 1 and a cylindrical propellant charge body 5 surrounding the end region of the projectile 4.
  • the end region of the propellant charge body 5 is enclosed by the wall 10 of a cup-shaped seal 8, the bottom 9 of which on the impact floor, ie. H. bears against the rear end face of the propellant charge body 5.
  • the outer surface 11 of the wall 10 of the seal 8 has a generatrix 13 which runs parallel to the axis 16 of the barrel 1 or the cartridge chamber 2.
  • the section 12 of the inner surface of the cartridge chamber which cooperates with the wall 10 has a generatrix 14 which converges to the generator 13 at an angle ⁇ of preferably 1 °.
  • the section 12 of the inner surface and the outer surface 11 are therefore not parallel.
  • the seal 8 is formed by the front end of the sealing piston 6, into which a recess adapted to the propellant charge body 5 is incorporated.
  • the convergence of the two generators 13, 14 causes the seal 8 to be pressed into the section 12 of the inner surface of the cartridge chamber 2, so that the elastic deformation of the front end region 15 provides a seal even without gas pressure.
  • the wall 10 is expanded and the contact pressure between the outer surface 11 and the section 12 of the inner surface is increased, so that a high-pressure-resistant seal is achieved.
  • the seal 8 comprises an approximately cup-shaped front side of the sealing piston 6, in which the wall 10 has the design described.
  • the locking piston 6 also has an axial bore 26 which opens into an extension 27 in a rear region.
  • a threaded pin 25 is inserted into the bore 26 and fixed by a nut 28 inserted into the extension 27.
  • the threaded pin 25 protrudes centrally from a likewise cup-shaped insert element 22, which is thereby held interchangeably on the locking bolt 6 and inserted into the seal 8, and the front end of which forms the bottom 9 resting on the pushing floor of the propellant charge body 5.
  • a threaded pin 31 is inserted with its head 33 into the extension 27 of the axial bore 26 of the locking piston 6, which protrudes on the end face.
  • the sealing is provided by a cup-shaped sealing element 21, the wall 10 of which in turn is expanded by the gas pressure and pressed against the inner surface of the cartridge chamber 2.
  • the sealing element 21 has a bottom opening 18 and is placed on the threaded pin 31.
  • the sealing element 21 is fixed by the insert element 22, which has a threaded bore 32 and is screwed onto the threaded pin 31, and its base 9 on the propellant charge body of the cartridge not shown here.
  • the sealing element 21 can also be replaced in this embodiment.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which both the sealing element 21 and the insert element 22 are also fixed interchangeably on the locking piston 6.
  • a threaded pin 35 is formed on the front side of the locking piston 6, which passes through the sealing element 21 and onto which the insert element 22 is screwed.
  • an ignition channel is shown in FIGS. 4 and 5, which passes axially through the threaded pin 31, 35. The ignition could, however, also take place in terms of its scope.
  • the pot-shaped insert element 22 is provided with an extraction claw 23 which engages in a circumferential groove 19 of the propellant charge body 5.
  • a guide web 24 is arranged opposite the pull-out claw 23, wherein, as can be seen from FIG. 6, the pull-out claw 23 and the guide web 24 are formed on one half of the circumference, so that the cartridge is inserted perpendicular to the axis 16 on the second half of the circumference can.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Handfeuerwaffen zum Abdichten eines Patronenlagers für eine hülsenlose Patrone, die ein Geschoß und einen damit verbundenen Treibladungskörper aufweist, mit einer Dichtung, die ein topfförmiges Abdichtelement und ein Einsatzelement aufweist, die am Verschlußkolben auswechselbar befestigt sind, wobei das Einsatzelement einen am Stoßboden des Treibladungskörpers anliegenden Boden und das topfförmige Abdichtelement eine sich bei Druckanstieg dichtend an die Innenfläche des Patronenlagers anpressende Wandung aufweist und wobei die Erzeugenden der Außenfläche der Wandung der Dichtung und des Anlageabschnittes der Innenfläche des Patronenlagers konvergieren.
  • Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in der US-A 3,783,737 beschrieben. Das Dichtungselement erweitert sich konisch und wird durch die zylindrische Wand des Patronenlagers allseitig radial gestaucht.
  • Unter dem Druck der Treibgase weitet sich die Wandung des topfförmigen Abdichtelementes auf und wird an die Innenfläche des Patronenlagers angepreßt. Das sich konisch erweiternde Dichtungselement erreicht jedoch auch in der angepreßten Lage nicht die zylindrische Form, sodaß ein satter Paßsitz nicht erreichbar ist. Da der entstehende Gasdruck in einer beträchtlichen Höhe, beispielsweise bei 4000 - 5000 bar liegt, hat es sich gezeigt, daß die Abdichtung aufgrund des Ringspaltes zwischen Hülse und Verschlußkolben nicht zufriedenstellend ist und ein Druckverlust eintritt, der sich auf das Schußverhalten auswirkt.
  • Die AT-PS 317 726 zeigt einen Auszieher für hülsenlose Patronen, die jeweils eine Umfangsnut aufweisen. Der Verschlußkolben ist in dieser Ausführung mit einer Ausziehkralle versehen, die den Treibladungskörper an einem Teil des Umfangs übergreift und in die Umfangsnut eingreift. Der Verschlußkolben ist dadurch entweder nicht koaxial zur Laufachse oder weist bedingt durch die exzentrische Ausziehkralle einen unrunden Querschnitt auf, sodaß die Ausbildung eines Bajonettverschlusses nicht möglich ist.
  • Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zu schaffen, die eine einfach herzustellende, verbesserte Abdichtung des Patronenlagers an der Verschlußseite bewirkt, sowie die Ausbildung eines Bajonettverschlusses und die Zurückziehung einer nicht abgeschossenen Patrone ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Außenfläche der Wandung der Dichtung zylindrisch ist und sich der Anlageabschnitt der Innenfläche des Patronenlagers verjüngt und daß das Einsatzelement eine sich achsparallel erstreckende Ausziehkralle zum Eingriff in eine Umfangsnut des Treibladungskörpers aufweist.
  • Dank der in einem gemeinsamen Berührungspunkt konvergierenden Erzeugenden der beiden Flächen wird beim Verriegeln des Verschlusses durch die allseitig radiale, elastische Stauchung des Abdichtelementes deren dichtender Preßsitz am Anlageabschnitt der Innenfläche des Patronenlagers erreicht. Diese dichtende Anpressung wird durch den Gasdruck noch erhöht, wobei dank der topfförmigen Ausbildung sich keine Freiräume, wie der erwähnte Ringspalt, öffnen können.
  • Die topfförmige Ausbildung gestattet die Ausbildung eines Bajonettverschlusses trotz der Ausziehkralle, die dank der Anordnung am Einsatzelement die Abdichtung durch das Abdichtelement nicht beeinflußt. Die Auswechselbarkeit des Einsatzelementes verringert zwar nicht den Verschleiß, jedoch ist der Austausch des Einsatzelementes ohne weiteres möglich, und daher insbesondere die Verschlußkolbenstirnfläche geschützt.
  • Eine bevorzugte Ausführung sieht dabei vor, daß das Einsatzelement ebenfalls topfförmig ausgebildet ist, wodurch auch die an die Innenfläche des Patronenlagers sich anpressende Wandung der Dichtung gegen direkte Gasdruckbeaufschlagung und Hitzeeinwirkung geschützt ist. In diesem Fall ist vorzugsweise der Innenraum des topfförmigen Einsatzelementes der Form des Treibladungskörpers entsprechend ausgebildet.
  • Die Auswechselbarkeit des Einsatzelementes kann durch mehrere Möglichkeiten erreicht werden. Eine erste Ausführung sieht vor, daß das Einsatzelement mit einem Gewindezapfen und der Verschlußkolben mit einer Bohrung versehen sind, und der Gewindezapfen durch eine sich in eine Erweiterung der Bohrung abstützende Mutter gehalten ist. Das Einsatzelement ähnelt dadurch einer Schraube, die in den Verschlußkolben eingeschraubt ist und deren Kopf am Stoßboden des Treibladungskörpers anliegt. Eine andere Ausführung sieht vor, daß das Einsatzelement mit einer Gewindebohrung versehen und auf einen aus einer Bohrung des Verschlußkolbens vorstehenden Gewindezapfen aufgeschraubt ist. Für die Fixierung des Gewindezapfens im Verschlußkolben kann der Gewindezapfen mit einem Kopfelement, beispielsweise einer Mutter versehen sein, die sich in einer Erweiterung der Bohrung abstützt. In einer dritten Ausführung ist das Einsatzelement mit einer Gewindebohrung versehen und auf einen stirnseitigen Gewindezapfen des Verschlußkolbens aufgeschraubt.
  • Der Winkel zwischen den beiden Erzeugenden kann innerhalb eines Bereiches von 0,1° bis 15° liegen, und richtet sich unter anderem auch nach dem elastischen Verformungsausmaß des für die Dichtung verwendeten Materials. Für in der Waffenproduktion übliche Stähle beträgt der Winkel vorzugsweise 1°. In der praktischen Erprobung haben sich dabei besonders gute Ergebnisse gezeigt.
  • Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein. Diese zeigen in:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch den erfindungswesentlichen Teil einer Handfeuerwaffe, in
    Fig. 2
    das Detail A der Fig. 1 in stark vergrößerter Darstellung, in
    Fig. 3 bis 5
    Längsschnitte durch drei weitere ver-verschiedene Ausführungen, und in
    Fig. 6
    eine Stirnansicht einer bevorzugten Ausführung des Einsatzelementes.
  • Im Endbereich des Laufes 1 einer Handfeuerwaffe, insbesondere einer Jagdwaffe, ist ein Patronenlager 2 ausgebildet, an dessen vom Lauf abgewandter Seite ein Aufnahmeraum 17 für den Verschlußkolben 6 anschließt. Dieser ist mit üblichen Riegelelementen 7 versehen, die nach Art eines Bajonettverschlusses in entsprechenden Ausnehmungen des Aufnahmeraumes 17 eingedreht werden können. Die ins Patronenlager 2 eingesetzte Patrone 3 ist hülsenlos und weist ein in den Lauf 1 ragendes Geschoß 4 sowie einen den Endbereich des Geschoßes 4 umschließenden zylindrischen Treibladungskörper 5 auf. Der Endbereich des Treibladungskörpers 5 ist von der Wandung 10 einer topfförmigen Dichtung 8 umschlossen, deren Boden 9 am Stoßboden, d. h. an der hinteren Stirnseite des Treibladungskörpers 5 anliegt.
  • Die Außenfläche 11 der Wandung 10 der Dichtung 8 weist eine Erzeugende 13 auf, die zur Achse 16 des Laufes 1 bzw. des Patronenlagers 2 parallel verläuft. Der mit der Wandung 10 zusammenwirkende Abschnitt 12 der Innenfläche des Patronenlagers weist eine Erzeugende 14 auf, die zur Erzeugenden 13 in einem Winkel α von vorzugsweise 1° konvergiert. Der Abschnitt 12 der Innenfläche und die Außenfläche 11 sind damit nicht parallel. Die Dichtung 8 ist durch das vordere Ende des Verschlußkolbens 6 gebildet, in den eine dem Treibladungskörper 5 angepaßte Vertiefung eingearbeitet ist. Beim Schließen des Verschlußkolbens 6 wird durch die Konvergenz der beiden Erzeugenden 13,14 die Dichtung 8 in den Abschnitt 12 der Innenfläche des Patronenlagers 2 eingepreßt, sodaß durch die elastische Verformung des vorderen Endbereiches 15 bereits ohne Gasdruck eine Abdichtung gegeben ist. Sobald sich der Gasdruck aufbaut, wird die Wandung 10 aufgeweitet und der Anpreßdruck zwischen der Außenfläche 11 und dem Abschnitt 12 der Innenfläche verstärkt, sodaß eine hochdruckfeste Abdichtung erzielt wird.
  • Auch in der Ausführung gemäß Fig. 3 umfaßt die Dichtung 8 eine etwa topfförmige Vorderseite des Verschlußkolbens 6, in der die Wandung 10 die beschriebene Ausbildung aufweist. Der Verschlußkolben 6 weist weiters eine axiale Bohrung 26 auf, die in einem hinteren Bereich in eine Erweiterung 27 mündet. In die Bohrung 26 ist ein Gewindezapfen 25 eingesetzt, und durch eine in die Erweiterung 27 eingesetzte Mutter 28 fixiert. Der Gewindezapfen 25 steht mittig von einem ebenfalls topfförmigen Einsatzelement 22 ab, das dadurch auswechselbar am Verschlußbolzen 6 gehalten und in die Dichtung 8 eingesetzt ist, und dessen vordere Stirnseite den am Stoßboden des Treibladungskörpers 5 anliegenden Boden 9 bildet.
  • Gemäß Fig. 4 ist ein Gewindezapfen 31 mit seinem Kopf 33 in die Erweiterung 27 der axialen Bohrung 26 des Verschlußkolbens 6 eingesetzt, die stirnseitig vorsteht. Für die Abdichtung sorgt in dieser Ausführung ein topfförmiges Abdichtelement 21, dessen Wandung 10 durch den Gasdruck wiederum aufgeweitet und gegen die Innenfläche des Patronenlagers 2 gepreßt wird. Das Abdichtelement 21 weist eine Bodenöffnung 18 auf, und ist auf den Gewindezapfen 31 aufgesetzt. Die Fixierung des Abdichtelementes 21 erfolgt durch das Einsatzelement 22, das eine Gewindebohrung 32 besitzt und auf den Gewindezapfen 31 aufgeschraubt ist, und dessen Boden 9 am Treibladungskörper der hier nicht gezeigten Patrone anliegt. Das Abdichtelement 21 ist in dieser Ausführung ebenfalls auswechselbar.
  • Fig. 5 zeigt eine Ausführung, bei der ebenfalls sowohl das Abdichtelement 21 als auch das Einsatzelement 22 auswechselbar am Verschlußkolben 6 fixiert sind. Hier ist an der Vorderseite des Verschlußkolbens 6 ein Gewindezapfen 35 ausgebildet, der das Abdichtelement 21 durchsetzt, und auf den das Einsatzelement 22 aufgeschraubt ist. Für die Zündung der Patrone 3 ist in den Fig. 4 und 5 ein Zündkanal gezeigt, der den Gewindezapfen 31, 35 axial durchsetzt. Die Zündung könnte jedoch auch vom Umfang her erfolgen.
  • Zum Zurückziehen einer nicht abgeschossenen Patrone 3 ist das topfförmige Einsatzelement 22 mit einer Ausziehkralle 23 versehen, die in eine Umfangsnut 19 des Treibladungskörpers 5 eingreift. Ein Führungssteg 24 ist der Ausziehkralle 23 gegenüberliegend angeordnet, wobei, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, die Ausziehkralle 23 und der Führungssteg 24 auf einer Hälfte des Umfangs ausgebildet sind, sodaß die Patrone an der zweiten Hälfte des Umfanges senkrecht zur Achse 16 eingeschoben werden kann.

Claims (8)

  1. Einrichtung an Handfeuerwaffen zum Abdichten eines Patronenlagers (2) für eine hülsenlose Patrone (3), die ein Geschoß (4) und einen damit verbundenen Treibladungskörper (5) aufweist, mit einer Dichtung (8), die ein topfförmiges Abdichtelement (21) und ein Einsatzelement (22) aufweist, die am Verschlußkolben (6) auswechselbar befestigt sind, wobei das Einsatzelement (22) einen am Stoßboden des Treibladungskörpers (5) anliegenden Boden (9) und das topfförmige Abdichtelement (21) eine sich bei Druckanstieg dichtend an die Innenfläche des Patronenlagers (2) anpressende Wandung (10) aufweist und wobei die Erzeugenden (13, 14) der Außenfläche (11) der Wandung (10) der Dichtung (8) und des Anlageabschnittes (12) der Innenfläche des Patronenlagers (2) konvergieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (11) der Wandung (10) der Dichtung (8) zylindrisch ist und sich der Anlageabschnitt (12) der Innenfläche des Patronenlagers (2) verjüngt und daß das Einsatzelement (22) eine sich achsparallel erstreckende Ausziehkralle (23) zum Eingriff in eine Umfangsnut (19) des Treibladungskörpers (5) aufweist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzelement (22) ebenfalls topfförmig ausgebildet ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzelement (22) mit einem Gewindezapfen (25) und der Verschlußkolben (6) mit einer Bohrung (26) versehen sind, und der Gewindezapfen (5) durch eine sich in eine Erweiterung (27) der Bohrung (26) abstützende Mutter (28) gehalten ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzelement (22) mit einer Gewindebohrung (32) versehen und auf einen aus einer Bohrung (26) des Verschlußkolbens (6) vorstehenden Gewindezapfen (31) aufgeschraubt ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindezapfen (31) mit einem Kopfelement (33) versehen ist, das sich in einer Erweiterung (27) der Bohrung (26) abstützt.
  6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzelement (22) mit einer Gewindebohrung (32) versehen und auf einem stirnseitigen Gewindezapfen (35) des Verschlußkolbens (6) aufgeschraubt ist.
  7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Erzeugenden (13, 14) einen Winkel zwischen 0,1° und 15° einschließen.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Erzeugenden (13, 14) einen Winkel (α) von 1° einschließen.
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