EP3788317B1 - Waffenrohr für ein unterseeboot - Google Patents
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- EP3788317B1 EP3788317B1 EP19719871.6A EP19719871A EP3788317B1 EP 3788317 B1 EP3788317 B1 EP 3788317B1 EP 19719871 A EP19719871 A EP 19719871A EP 3788317 B1 EP3788317 B1 EP 3788317B1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41F—APPARATUS FOR LAUNCHING PROJECTILES OR MISSILES FROM BARRELS, e.g. CANNONS; LAUNCHERS FOR ROCKETS OR TORPEDOES; HARPOON GUNS
- F41F3/00—Rocket or torpedo launchers
- F41F3/08—Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes
- F41F3/10—Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes from below the surface of the water
Definitions
- the invention relates to a weapon barrel for a submarine with an ejection device with a compact design and the option of silently ejecting a weapon.
- a weapon barrel is understood to mean a barrel with a cross section that is round in a first approximation.
- Typical weapon tubes are, for example, torpedo tubes or ejection devices for decoys or sonar devices.
- objects include weapons such as torpedoes, missiles, mines and decoys, but also storage containers.
- Stowage containers within the meaning of this invention are stowage containers such as those used, for example, in submarines for deployment through torpedo tubes. These stowage containers are used to transport items of equipment, for example for divers, and, in the event of an operation, in particular to deploy them underwater from a submarine.
- a weapon within the meaning of the invention is in particular a torpedo, a missile, a decoy or a mine.
- Such weapons are regularly carried by warships such as corvettes, frigates, destroyers, cruisers or submarines. These weapons are regularly ejected through a gun barrel, although other modes of ejection are common.
- the interior of a submarine is understood to mean the pressure hull, and the exterior is therefore the surroundings of the submarine.
- an inner part is to be understood as being close to the pressure body, while an outer part is to be understood as lying away from the pressure body and arranged in the direction of the environment.
- a submarine gun barrel differs from other gun barrels in that the gun barrel connects the interior, inside the pressure hull, with the environment, outside the pressure hull.
- the weapon barrel In order to be able to reload a weapon barrel of a submarine, the weapon barrel must be designed in such a way that it is then part of the pressure hull and can therefore fully bear the ambient pressure.
- a gun barrel must be brought to ambient pressure to eject the gun.
- the interior of the weapon barrel must now be pressure-tight relative to the interior of the submarine.
- the available space in a submarine is regularly very small, since unnecessary space generates additional buoyancy and thus leads to a significant increase in the size of other components of the submarine, in particular the ballast devices.
- a weapon is often ejected by means of compressed air.
- a weapon for example a torpedo
- This also enables high acceleration, which is required to accelerate a comparatively heavy torpedo to its ejection speed over the short distance of the weapon barrel.
- This method is comparatively noisy. When a torpedo is launched, this can be accepted in normal combat situations, since the ejected torpedo already reveals the position of the launch due to the comparatively high speed of the screw.
- weapon barrels that do not have a system for actively ejecting a weapon.
- the weapon runs out of such weapon barrels, that is, the weapon leaves the weapon barrel of its own accord and with its own power.
- a torpedo can run out of a gun barrel.
- a weapon ejection device that can be inserted into a weapon barrel is known, which has at least one first linear chain.
- a corresponding weapon ejection device must be removed from the weapon barrel for reloading and stored inside a submarine when not in use.
- From the DE 37 20 401 A1 is a transport device in a torpedo tube with a piston-cylinder unit and a cable known.
- the object of the invention is to create a weapon barrel which, together with the ejection device, is very space-saving and allows a weapon to be ejected quickly and quietly.
- the weapon barrel according to the invention for a submarine with an ejection device has at least one first working cylinder and at least one first pressure accumulator.
- the at least one first working cylinder is arranged inside the weapon barrel.
- the at least one first working cylinder has at least a first working cylinder side.
- the first side of the working cylinder is filled with gas, for example with air, nitrogen, helium, argon or a mixture thereof, preferably with nitrogen.
- the at least one first working cylinder has at least one second side of the working cylinder.
- the second side of the working cylinder is filled with a liquid.
- a liquid for example, water or oil, in particular Mineral oil or silicone oil can be used.
- the at least one accumulator has at least a first side of the accumulator.
- the first side of the accumulator is filled with gas, for example air, nitrogen, helium, argon or a mixture thereof, preferably nitrogen.
- the gas on the first side of the pressure accumulator and on the first side of the working cylinder is particularly preferably identical.
- the at least one first accumulator has at least one second side of the accumulator. The second side of the accumulator is filled with a liquid.
- the at least one second side of the pressure accumulator and the at least one second side of the working cylinder are connected to one another via at least one first connection, the first connection having a first valve.
- the at least one first power cylinder includes a power piston, the power piston separating the at least one first side of the power cylinder and the at least one second side of the power cylinder.
- the working piston is connected to a coupling device, the coupling device being designed to eject a weapon from the weapon barrel.
- the ejection device leads to a silent ejection of the weapon.
- a typical problem with the mechanical ejection of the weapon is usually the impact of the working piston at the end of the working cylinder, which generates a loud noise and thus makes the submarine locatable.
- the pressure therefore increases very slowly at first. Just before reaching the end of the working cylinder, the volume of the first side of the working cylinder becomes very small and the pressure increases very rapidly. This means that shortly before the stop is reached, the machine brakes to a standstill without the working piston hitting the ground. So there is no noise.
- the system is driven by the gas under pressure on the first side of the accumulator.
- the first side of the accumulator and the first side of the working cylinder have the same pressure.
- the at least one first pressure accumulator is arranged inside the weapon barrel.
- This embodiment is advantageous since all relevant components are arranged in the weapon barrel.
- the pressure accumulator were arranged outside of the weapon barrel, as is customary today, a comparatively large passage must lead into the weapon barrel.
- the weapon barrel is also part of the pressure hull, large bushings are problematic.
- the smaller the bushing the greater the pressure loss and the lower the maximum achievable ejection speed of the weapon.
- a pressure accumulator outside the weapon barrel can also be dispensed with.
- only a small volume is required in the pressure accumulator, since only the volume in the working cylinder has to be filled with the pressurized liquid.
- the volume of the at least one pressure accumulator is 1.5 to four times the volume of the working cylinder. If the volume is about 1.5 times as large, the pressure in the first area of the pressure accumulator is reduced to about 20% in a first approximation; if the volume is about 4 times as large, the pressure is reduced to about 70% of the initial pressure. This adjusts the energy used from the compressed gas for ejection.
- the at least one second side of the pressure accumulator and the at least one second side of the working cylinder are connected to one another via a second connection, the second connection having means for actively conveying the liquid.
- the liquid can be pumped back via the second connection after a weapon has been ejected.
- the pressure in the first side of the pressure accumulator is also increased again, since liquid is pumped into the second side of the pressure accumulator, which therefore has to take up more space again and the first side of the pressure accumulator is thereby reduced in terms of space.
- the means for active promotion are preferably arranged outside of the weapon barrel. Since time is not particularly critical here, the diameter of the second connection can be kept small, so that only very small breakthroughs through the Gun barrel must be provided in order to arrange the funds for active promotion outside can.
- the working piston is connected to a piston rod.
- the piston rod has a first deflection roller, a first pulling device being deflected around the first deflection roller.
- the first traction device is connected to a coupling device.
- the at least one first working cylinder and the at least one first pressure accumulator are arranged in the longitudinal direction of the weapon barrel.
- the first connection has a first smallest cross section, the first smallest cross section having at least 50% of the cross section of the working cylinder.
- the at least one second side of the pressure accumulator and the at least one second side of the working cylinder are connected to one another via a third connection, the third connection having means for regulating the flow.
- the first connection is intended to enable fast ejection, for example to eject a torpedo at maximum speed
- the third connection is used to eject objects at low speed, such as mines or storage containers.
- the third connection may have a small cross-section. The third connection can thus be arranged inside or outside the weapon barrel.
- the first side of the pressure accumulator has at least one first compression spring.
- the first compression spring can be designed as a single, one-piece compression spring.
- the first compression spring can also be designed in several parts, the partial springs then preferably being arranged one behind the other in the longitudinal direction of the pressure accumulator. Two or more compression springs can also be arranged one inside the other.
- the first side of the pressure accumulator when ready for use has a pressure of 150 bar to 1000 bar, preferably 200 bar to 600 bar, particularly preferably 250 bar to 400 bar.
- the first side of the working cylinder in the ready-to-use state has a pressure of 1 bar to 10 bar, preferably 1 bar to 5 bar, particularly preferably 2 bar to 4 bar.
- a weapon barrel 10 according to the invention is shown with a working cylinder 20 running in the longitudinal direction of the weapon barrel 10 and a pressure accumulator 30 running in the longitudinal direction of the weapon barrel 10 .
- the working cylinder 20 and the pressure accumulator 30 are connected to one another via a first connection 40 .
- the working cylinder 20 and the pressure accumulator 30 are connected to one another via a second connection 90 and a third connection 120, with the second connection 90 and a third connection 120 running partially outside the weapon barrel 10 and therefore not being completely visible.
- FIG 2 shows the ejection device in the ejection-ready state (basic state).
- the gun barrel 10 is omitted for simplicity.
- the perspective is also simplified, since the weapon 80 is arranged above the working cylinder 20 and the pressure cylinder 30, ie rotated by 90°, for reasons of space. In reality, the weapon 80 also has a significantly larger diameter compared to the working cylinder 20 and the pressure accumulator 30, as shown in FIG 1 is rudimentarily recognizable.
- In 3 shows the ejection device at the end of the ejection process (relaxed state) immediately before the weapon 80 leaves the weapon barrel 10.
- the first side of the pressure accumulator 32 takes up a comparatively small part of the pressure accumulator 30 and is under high pressure; in the relaxed state, the volume of the first side of the pressure accumulator 32 is correspondingly larger and the pressure is lower.
- the second side of the pressure accumulator 34 is larger in the basic state and smaller in the relaxed state.
- the first side of the working cylinder 22 (in 2 not recognizable) the majority of the volume of the working cylinder 20, the pressure of the gas in the first side of the working cylinder 22 is correspondingly low.
- the pressure of the gas in the first side of the working cylinder 22 is correspondingly higher and in equilibrium with the pressure of the gas in the first side of the accumulator 32.
- the first pulling device in this case accelerates the coupling device 60 and this in turn accelerates the weapon 80.
- the weapon 80 thus covers twice the distance of the working piston 50.
- the ejection device In order to simply move the coupling device back into the starting position, the ejection device has a second deflection roller 102, as a result of which the coupling device 60 is also moved back at the same time when the working piston 50 is moved back.
- the device In order to return the ejection device from the relaxed state back to the basic state, the device has a second connection 90 which has means for active delivery 92, for example a pump.
- the means for active delivery 92 are arranged outside of the weapon barrel 10 in the example shown. In 1 it can be seen that only a very small passage through the pressure body of the weapon barrel 10 is required for this.
- the ejection device has a third connection 120 .
- the third connection has flow regulation means 122 .
- the flow control means 122 are arranged outside of the weapon barrel 10 in the example shown.
- Compression springs 130 are arranged inside the first side of the pressure accumulator 32 .
- four individual compression springs 130 are separated by three pistons, the pistons being permeable to the gas in the example shown.
- the ejection device In order to fill the first side of the pressure accumulator 32 with gas, the ejection device has a gas feed.
- the ejection device can have a triggering device 140.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Waffenrohr für ein Unterseeboot mit einer Ausstoßvorrichtung mit kompakter Bauweise und der Möglichkeit zum lautlosen Ausstoß einer Waffe.
- Auf militärischen Schiffen werden Waffenrohre eingesetzt, um Objekte aufzunehmen und auszustoßen. Unter einem Waffenrohr wird ein Rohr mit in erster Näherung rundem Querschnitt verstanden. Typische Waffenrohre sind beispielsweise Torpedorohre oder Ausstoßvorrichtungen für Täuschkörper oder Sonareinrichtungen. Objekte umfassen erfindungsgemäß Waffen wie zum Beispiel Torpedos, Flugkörper, Minen sowie Täuschkörper aber auch Staucontainer. Staucontainer im Sinne dieser Erfindung sind Staucontainer wie diese zum Beispiel in Unterseebooten zur Ausbringung durch Torpedorohre Verwendung finden. Diese Staucontainer dienen dazu, Ausrüstungsgegenstände zum Beispiel für Taucher zu transportieren und im Einsatzfall insbesondere auch unter Wasser aus einem Unterseeboot auszubringen.
- Eine Waffe im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Torpedo, ein Flugkörper, ein Täuschkörper oder eine Mine. Solche Waffen werden regelmäßig von Kriegsschiffen, wie beispielsweise Korvetten, Fregatten, Zerstören, Kreuzern oder Unterseebooten mitgeführt. Diese Waffen werden regelmäßig durch ein Waffenrohr ausgestoßen, wobei auch andere Ausstoßarten üblich sind.
- Unter dem Inneren eines Unterseeboots wird im Sinne der Erfindung der Druckkörper verstanden, somit ist Außen die Umgebung des Unterseeboots. Somit ist ein inneres Teil dem Druckkörper naheliegend zu verstehen, ein äußeres Teil dem Druckkörper entfernt liegend und in Richtung Umgebung angeordnet zu verstehen.
- Ein Waffenrohr eines Unterseeboots unterscheidet sich von anderen Waffenrohren dadurch, dass das Waffenrohr den Innenbereich, innerhalb des Druckkörpers, mit der Umgebung, außerhalb des Druckkörpers, verbindet. Um ein Waffenrohr eines Unterseeboots nachladen zu können, muss das Waffenrohr so ausgebildet sein, dass dieses dann Bestandteil des Druckkörpers ist und somit den Umgebungsdruck vollständig tragen kann. Anderseits muss ein Waffenrohr zum Ausstoß der Waffe auf Umgebungsdruck gebracht werden. Hierdurch muss nun das Innere des Waffenrohrs druckdicht gegenüber dem Inneren des Unterseeboots sein. Dieses unterscheidet Waffenrohre für Unterseeboote grundlegend von Waffenrohren von Überwasserschiffen, Landfahrzeugen oder Luftfahrzeugen, da zum Beispiel auch alle Durchführungen in das Waffenrohr entsprechend druckdicht ausgeführt sein müssen. Des Weiteren ist der verfügbare Platz in einem Unterseeboot regelmäßig sehr gering, da unnötiger Raum zusätzlichen Auftrieb erzeugt und so zu einer deutlichen Vergrößerung anderer Komponenten des Unterseeboots führt, insbesondere der Ballastvorrichtungen.
- Es gibt eine Vielzahl an verschiedenen Waffenrohren, insbesondere auf die verwendete Technik zum Ausstoß einer Waffe. Eine Waffe wird oft mittels Druckluft ausgestoßen. Hierdurch kann eine Waffe, beispielsweise ein Torpedo, vergleichsweise schnell und einfach ausgestoßen werden. Ebenfalls ist hiermit eine hohe Beschleunigung möglich, welche benötigt wird, um einen vergleichsweise schweren Torpedo auf der kurzen Strecke des Waffenrohrs auf seine Ausstoßgeschwindigkeit zu beschleunigen. Nachteilig ist, dass dieses Verfahren vergleichsweise laut ist. Beim Abschuss eines Torpedos kann dieses in der normalen Gefechtssituation hingenommen werden, da der ausgestoßene Torpedo durch die vergleichsweise hohe Drehzahl der Schraube die Position des Abschusses bereits offenbart.
- Des Weiteren gibt es Waffenrohre, welche kein System zum aktiven Ausstoßen einer Waffe aufweisen. Aus solchen Waffenrohren läuft die Waffe ab, das heißt, die Waffe verlässt aus eigenem Antrieb und mit eigener Kraft das Waffenrohr. Beispielsweise kann ein Torpedo aus einem Waffenrohr ablaufen.
- Es gibt jedoch auch Situationen, in welchen ein leises Ausstoßen vorteilhaft ist oder eine Waffe aus einem Waffenrohr ausgestoßen werden soll, für welche ein konventionelles Ausstoßsystem nicht verwendbar ist. Beispielsweise können keine Minen aus einem Waffenrohr ausgebracht werden, welches ausschließlich für selbst ablaufende Torpedos ausgelegt ist, da Minen typischer Weise über keinen eigenen Antrieb verfügen.
- Aus der
DE 10 2015 202 553 A1 ist eine Vorrichtung zum Transport und zur Lagerung einer Waffe mit einer Schubkette bekannt. Diese Vorrichtung dient jedoch lediglich dem Nachladen eines Waffenrohrs mit einer Waffe und kann nicht zum Ausstoßen einer Waffe verwendet werden. - Aus der
DE 10 2015 205 203 A1 ist eine in ein Waffenrohr einführbare Waffenausstoßvorrichtung bekannt, welche wenigstens eine erste Schubkette aufweist. Eine entsprechende Waffenausstoßvorrichtung muss jedoch zum Nachladen aus dem Waffenrohr entfernt werden und bei Nichtbenutzung im Inneren eines Unterseebootes gelagert werden. - Aus der
EP 0 151 980 A2 ist eine Ausstoßvorrichtung mit einer Wasserzylinder-Kolben-Einheit bekannt, wobei der Antrieb über eine hydraulische Stellzylinderanordnung erfolgt. - Aus der
DE 10 2014 217 747 A1 ist ein Unterseeboot mit einem Ausstoßrohr und einer Ausstoßvorrichtung mit einem Arbeitszylinder bekannt. - Aus der
DE 10 2016 201 101 B4 ist eine Vorrichtung zum Ausstoß einer Waffe mit einem Wasserkolbenzylinder für einen Druckwasserausstoß bekannt. - Aus der
DE 37 20 401 A1 ist eine Transportvorrichtung in einem Torpedorohr mit einer Kolben-Zylinder-Einheit und einem Seilzug bekannt. - Aus der
US 3 631 760 A ist ein Katapult zum Start eines Torpedos bekannt. - Aus der
EP 0 295 600 A2 ist eine Transportvorrichtung in einem Torpedorohr eines Unterseebootes bekannt. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Waffenrohr zu schaffen, welches zusammen mit der Ausstoßvorrichtung sehr platzsparend ist und einen leisen und schnellen Ausstoß einer Waffe ermöglicht.
- Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Waffenrohr mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
- Das erfindungsgemäße Waffenrohr für ein Unterseeboot mit einer Ausstoßvorrichtung weist wenigstens einen ersten Arbeitszylinder und wenigstens einen ersten Druckspeicher auf. Der wenigstens eine erste Arbeitszylinder ist im Inneren des Waffenrohrs angeordnet. Der wenigstens eine erste Arbeitszylinder weist wenigstens eine erste Seite des Arbeitszylinders auf. Die erste Seite des Arbeitszylinders ist mit Gas gefüllt, beispielsweise mit Luft, Stickstoff, Helium, Argon oder einem Gemisch hieraus, bevorzugt mit Stickstoff. Der wenigstens eine erste Arbeitszylinder weist wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders auf. Die zweite Seite des Arbeitszylinders ist mit einer Flüssigkeit gefüllt. Als Flüssigkeit kann beispielsweise Wasser oder Öl, insbesondere Mineralöl oder Silikonöl, eingesetzt werden. Flüssigkeiten weisen eine geringe Kompressibilität auf, sodass eine Druckänderung nur eine sehr geringe Volumenänderung zur Folge hat. Vorteilhaft ist eine geringe Viskosität der Flüssigkeit, um einen schnellen Ausstoß zu ermöglichen. Eine nichtwässrige Flüssigkeit ist vorteilhaft um Korrosion zu vermeiden. Der wenigstens eine Druckspeicher weist wenigstens eine erste Seite des Druckspeichers auf. Die erste Seite des Druckspeichers ist mit Gas gefüllt, beispielsweise mit Luft, Stickstoff, Helium, Argon oder einem Gemisch hieraus, bevorzugt mit Stickstoff. Besonders bevorzugt ist das Gas der ersten Seite des Druckspeichers und der ersten Seite des Arbeitszylinders identisch. Der wenigstens eine erste Druckspeicher weist wenigstens eine zweite Seite des Druckspeichers auf. Die zweite Seite des Druckspeichers ist mit einer Flüssigkeit gefüllt. Die wenigstens eine zweite Seite des Druckspeichers und die wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders sind über wenigstens eine erste Verbindung miteinander verbunden, wobei die erste Verbindung ein erstes Ventil aufweist. Der wenigstens eine erste Arbeitszylinder weist einen Arbeitskolben auf, wobei der Arbeitskolben die wenigstens eine erste Seite des Arbeitszylinders und die wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders trennt. Der Arbeitskolben ist mit einer Kupplungsvorrichtung verbunden, wobei die Kupplungsvorrichtung zum Ausstoß einer Waffe aus dem Waffenrohr ausgebildet ist.
- Außerdem führt die erfindungsgemäße Ausstoßvorrichtung zu einem lautlosen Ausstoßen der Waffe. Ein typisches Problem beim mechanischen Ausstoßen der Waffe ist üblicher Weise der Anschlag des Arbeitskolbens am Ende des Arbeitszylinders, was ein lautes Geräusch erzeugt und das Unterseeboot somit ortbar macht. Bei Ausstoß wird jedoch das Gas in der ersten Seite des Arbeitszylinders während des Ausstoßens komprimiert. Durch den schnellen Ausstoß handelt es sich in erster Näherung um die adiabatische Kompression eines idealen Gases, wobei der Druck in Abhängigkeit vom verbleibenden Volumen der ersten Seite des Arbeitszylinders sich ändert:
- Somit steigt der Druck zunächst sehr langsam an. Kurz vor Erreichen des Endes des Arbeitszylinders wird das Volumen der ersten Seite des Arbeitszylinders sehr klein und der Druck steigt sehr rasch an. Somit kommt es kurz vor Erreichen des Anschlags zu einem Abbremsen bis zum Stillstand ohne dass der Arbeitskolben anschlägt. Es entsteht somit kein Geräusch.
- Angetrieben wird das System durch das auf der ersten Seite des Druckspeichers unter Druck stehende Gas. Am Ende des Ausstoßes weisen die erste Seite des Druckspeichers und die erste Seite des Arbeitszylinders den gleichen Druck auf.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine erste Druckspeicher im Inneren des Waffenrohrs angeordnet. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da alle relevanten Komponenten im Waffenrohr angeordnet sind. Wäre insbesondere der Druckspeicher außerhalb des Waffenrohrs angeordnet, wie dieses heute üblich ist, so muss eine vergleichsweise große Durchführung in das Waffenrohr hineinführen. Da das Waffenrohr aber auch Bestandteil des Druckkörpers ist, sind große Durchführungen problematisch. Je kleiner jedoch die Durchführung ist, desto größer sind jedoch die Druckverluste, desto geringer ist die maximal erreichbare Ausstoßgeschwindigkeit der Waffe. Auch kann auf einen Druckspeicher außerhalb des Waffenrohres verzichtet werden. Insbesondere auch im Vergleich zum Ausstoß der Waffe mit Wasser (durch Einleiten von Wasser in das Waffenrohr hinter die Waffe) wird nur ein kleines Volumen im Druckspeicher benötigt, da lediglich das Volumen im Arbeitszylinder von der unter Druck stehenden Flüssigkeit gefüllt werden muss.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Volumen des wenigstens einen Druckspeichers 1,5- bis viermal so groß wie das Volumen des Arbeitszylinders. Ist das Volumen etwas 1,5 mal so groß, so reduziert sich in erster Näherung der Druck des ersten Bereichs des Druckspeichers auf etwa 20%, ist das Volumen etwa 4 mal so groß, so reduziert sich der Druck auf etwa 70% des Ausgangsdrucks. Hierdurch wird die genutzte Energie aus dem komprimierten Gas für den Ausstoß eingestellt.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die wenigstens eine zweite Seite des Druckspeichers und die wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders über eine zweite Verbindung miteinander verbunden, wobei die zweite Verbindung Mittel zur aktiven Förderung der Flüssigkeit aufweist. Über die zweite Verbindung kann die Flüssigkeit nach dem Ausstoß einer Waffe wieder zurück gepumpt werden. Hierdurch wird auch der Druck in der ersten Seite des Druckspeichers wieder erhöht, da Flüssigkeit in die zweite Seite des Druckspeichers gefördert wird, diese somit wieder mehr Platz einnehmen muss und dadurch die erste Seite des Druckspeichers platzmäßig verringert wird. Die Mittel zur aktiven Förderung sind vorzugsweise außerhalb des Waffenrohrs angeordnet. Da hier Zeit nicht besonders kritisch ist, kann der Durchmesser der zweiten Verbindung gering gehalten werden, sodass nur sehr kleine Durchbrüche durch das Waffenrohr bereit gestellt werden müssen, um die Mittel zur aktiven Förderung außerhalb anordnen zu können.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Arbeitskolben mit einer Kolbenstange verbunden. Die Kolbenstange weist am dem Arbeitskolben gegenüberliegenden Ende eine erste Umlenkrolle auf, wobei um die erste Umlenkrolle eine erste Zugvorrichtung umgelenkt wird. Die erste Zugvorrichtung ist mit einer Kupplungsvorrichtung verbunden. Hieraus resultiert, dass die Waffe mit der doppelten Geschwindigkeit des Arbeitskolbens ausgestoßen wird.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der wenigstens eine erste Arbeitszylinder und der wenigstens eine erste Druckspeicher in Längsrichtung des Waffenrohrs angeordnet.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Verbindung einen ersten kleinsten Querschnitt auf, wobei der erste kleinste Querschnitt wenigstens 50 % des Querschnitts des Arbeitszylinders aufweist.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die wenigstens eine zweite Seite des Druckspeichers und die wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders über eine dritte Verbindung miteinander verbunden, wobei die dritte Verbindung Mittel zur Durchflussregelung aufweisen. Während die erste Verbindung einen schnellen Ausstoß ermöglichen soll, um zum Beispiel einen Torpedo mit maximaler Geschwindigkeit auszustoßen, dient die dritte Verbindung dazu, Gegenstände mit geringer Geschwindigkeit auszustoßen, beispielsweise Minen oder Staucontainer. Die dritte Verbindung kann einen kleinen Querschnitt aufweisen. Somit kann die dritte Verbindung innerhalb oder außerhalb des Waffenrohres angeordnet sein.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Seite des Druckspeichers wenigstens eine erste Druckfeder auf. Die erste Druckfeder kann als eine einzelne, einstückige Druckfeder ausgeführt sein. Die erste Druckfeder kann auch mehrteilig ausgeführt sein, wobei die Teilfedern dann vorzugsweise in Längsrichtung des Druckspeichers hintereinander angeordnet sind. Es können auch zwei oder mehr Druckfedern ineinander angeordnet sein.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Seite des Druckspeichers im einsatzbereiten Zustand einen Druck von 150 bar bis 1000 bar, bevorzugt von 200 bar bis 600 bar, besonders bevorzugt von 250 bar bis 400 bar auf. Die erste Seite des Arbeitszylinders weist im einsatzbereiten Zustand einen Druck von 1 bar bis 10 bar, bevorzugt von 1 bar bis 5 bar, besonders bevorzugt von 2 bar bis 4 bar auf.
- Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Waffenrohr anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- Fig. 1
- Blick in ein erfindungsgemäßes Waffenrohr
- Fig. 2
- einsatzbereite Ausstoßvorrichtung
- Fig. 3
- Ausstoßvorrichtung am Ende des Ausstoßvorgangs
- In
Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Waffenrohr 10 mit einem in Längsrichtung des Waffenrohrs 10 verlaufenden Arbeitszylinder 20 und einem in Längsrichtung des Waffenrohrs 10 verlaufenden Druckspeicher 30 gezeigt. Der Arbeitszylinder 20 und der Druckspeicher 30 sind über eine erste Verbindung 40 miteinander verbunden. Weiter sind der Arbeitszylinder 20 und der Druckspeicher 30 über eine zweite Verbindung 90 und eine dritte Verbindung 120 miteinander verbunden, wobei die zweite Verbindung 90 und eine dritte Verbindung 120 partiell außerhalb des Waffenrohrs 10 verlaufen und daher nicht vollständig sichtbar sind. -
Fig. 2 zeigt die Ausstoßvorrichtung im ausstoßbereiten Zustand (Grundzustand). Das Waffenrohr 10 ist zur Vereinfachung weggelassen. Auch ist die Perspektive vereinfacht, da die Waffe 80 aus Platzgründen oberhalb des Arbeitszylinders 20 und des Druckzylinders 30, also um 90° gedreht, angeordnet ist. Auch weist die Waffe 80 in Realität deutlich größeren Durchmesser im Vergleich zum Arbeitszylinder 20 und zum Druckspeicher 30 auf, wie ausFig. 1 ansatzweise erkennbar ist. - In
Fig. 3 zeigt die Ausstoßvorrichtung am Ende des Ausstoßvorgangs (entspannter Zustand), unmittelbar bevor die Waffe 80 das Waffenrohr 10 verlässt. - Im Grundzustand nimmt die erste Seite des Druckspeichers 32 einen vergleichsweise kleinen Teil des Druckspeichers 30 ein und steht unter hohem Druck, im entspannten Zustand ist das Volumen der ersten Seite des Druckspeichers 32 entsprechend größer, der Druck geringer. Dem entsprechend ist die zweite Seite des Druckspeichers 34 im Grundzustand größer, im entspannten Zustand kleiner. Die Flüssigkeit ist zwischen diesen Zuständen durch die erste Verbindung 40 und das erste Ventil 42 in die zweite Seite des Arbeitszylinders 24 geflossen. Da Flüssigkeiten nur wenig kompressibel sind, ist die Summe der Volumina der zweiten Seite des Arbeitszylinders 24 und der zweiten Seite des Druckspeichers 34 in erster Näherung konstant. Dem entsprechend nimmt die erste Seite des Arbeitszylinders 22 (in
Fig. 2 nicht erkennbar) den Großteil des Volumens des Arbeitszylinders 20 ein, der Druck des Gases in der ersten Seite des Arbeitszylinders 22 ist entsprechend gering. Im entspannten Zustand ist der Druck des Gases in der ersten Seite des Arbeitszylinders 22 entsprechend höher und im Gleichgewicht mit dem Druck des Gases in der ersten Seite des Druckspeichers 32. Durch das Fließen von Flüssigkeit aus der zweite Seite des Druckspeichers 34 in die zweiten Seite des Arbeitszylinders 24 wird der Arbeitskolben 50 im gezeigten Fall nach links bewegt. Mit dem Arbeitskolben 50 wird auch die Kolbenstange 52 bewegt. Am Ende der Kolbenstange 52 ist eine erste Umlenkrolle 100 angeordnet, über die eine erste Zugvorrichtung 110 verläuft. Die erste Zugvorrichtung beschleunigt hierbei die Kupplungsvorrichtung 60 und diese wiederrum die Waffe 80. Die Waffe 80 legt somit die doppelte Strecke des Arbeitskolbens 50 zurück. Um die Kupplungsvorrichtung wieder einfach in die Ausgangsposition zurück zu bewegen, weist die Ausstoßvorrichtung eine zweite Umlenkrolle 102 auf, wodurch beim Zurückfahren des Arbeitskolbens 50 gleichzeitig auch die Kupplungsvorrichtung 60 zurück gefahren wird. - Um die Ausstoßvorrichtung aus dem entspannten Zustand wieder in den Grundzustand zurück zu überführen, weist die Vorrichtung eine zweite Verbindung 90 auf, welche über Mittel zur aktiven Förderung 92, beispielsweise eine Pumpe, verfügt. Die Mittel zur aktiven Förderung 92 sind im gezeigten Beispiel außerhalb des Waffenrohrs 10 angeordnet. In
Fig. 1 ist erkennbar, dass hierfür nur eine sehr kleine Durchführung durch den Druckkörper des Waffenrohrs 10 benötigt wird. - Um auch beispielsweise Minen ausstoßen zu können, weißt die Ausstoßvorrichtung eine dritte Verbindung 120 auf. Um die Geschwindigkeit des Ausstoßes gezielt zu regeln weist die dritte Verbindung Mittel zur Durchflussregelung 122 auf. Die Mittel zur Durchflussregelung 122 sind wie auch die Mittel zur aktiven Förderung 92 im gezeigten Beispiel außerhalb des Waffenrohrs 10 angeordnet.
- Im Inneren der ersten Seite des Druckspeichers 32 sind Druckfedern 130 angeordnet. Im gezeigten Fall sind vier einzelne Druckfedern 130 durch drei Kolben getrennt, wobei die Kolben im gezeigten Beispiel durchlässig für das Gas sind. Um die erste Seite des Druckspeichers 32 mit Gas zu befüllen, weist die Ausstoßvorrichtung eine Gaseinspeisung auf.
- Um das erste Ventil 42 zu öffnen kann die Ausstoßvorrichtung eine Auslösevorrichtung 140 aufweisen.
-
- 10
- Waffenrohr
- 20
- Arbeitszylinder
- 22
- erste Seite des Arbeitszylinders
- 24
- zweite Seite des Arbeitszylinders
- 30
- Druckspeicher
- 32
- erste Seite des Druckspeichers
- 34
- zweite Seite des Druckspeichers
- 40
- erste Verbindung
- 42
- erstes Ventil
- 50
- Arbeitskolben
- 52
- Kolbenstange
- 60
- Kupplungsvorrichtung
- 80
- Waffe
- 90
- zweite Verbindung
- 92
- Mittel zur aktiven Förderung
- 100
- erste Umlenkrolle
- 102
- zweite Umlenkrolle
- 110
- erste Zugvorrichtung
- 120
- dritte Verbindung
- 122
- Mittel zur Durchflussregelung
- 130
- Druckfeder
- 140
- Auslösevorrichtung
- 150
- Gaseinspeisung
Claims (10)
- Waffenrohr (10) für ein Unterseeboot mit einer Ausstoßvorrichtung, wobei die Ausstoßvorrichtung wenigstens einen ersten Arbeitszylinder (20) und wenigstens einen ersten Druckspeicher (30) aufweist, wobei der wenigstens eine erste Arbeitszylinder (20) angeordnet ist, wobei der wenigstens eine erste Arbeitszylinder (20) wenigstens eine erste Seite des Arbeitszylinders (22) aufweist, wobei die erste Seite des Arbeitszylinders (22) mit Gas gefüllt ist, wobei der wenigstens eine erste Arbeitszylinder (20) wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders (24) aufweist, wobei die zweite Seite des Arbeitszylinders (24) mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, wobei der wenigstens eine Druckspeicher (30) wenigstens eine erste Seite des Druckspeichers (32) aufweist, wobei die erste Seite des Druckspeichers (32) mit Gas gefüllt ist, wobei der wenigstens eine erste Druckspeicher (30) wenigstens eine zweite Seite des Druckspeichers (34) aufweist, wobei die zweite Seite des Druckspeichers (34) mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die wenigstens eine zweite Seite des Druckspeichers (34) und die wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders (24) über wenigstens eine erste Verbindung (40) miteinander verbunden sind, wobei die erste Verbindung (40) ein erstes Ventil (42) aufweist, wobei der wenigstens eine erste Arbeitszylinder (20) einen Arbeitskolben (50) aufweist, wobei der Arbeitskolben (50) die wenigstens eine erste Seite des Arbeitszylinders (22) und die wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders (24) trennt, wobei der Arbeitskolben (50) mit einer Kupplungsvorrichtung (60) verbunden ist, wobei die Kupplungsvorrichtung (60) zum Ausstoß einer Waffe (80) aus dem Waffenrohr (10) ausgebildet ist.
- Waffenrohr (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Druckspeicher (30) im Inneren des Waffenrohrs (10) angeordnet ist.
- Waffenrohr (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des wenigstens einen Druckspeichers (30) 1,5- bis viermal so groß ist wie das Volumen des Arbeitszylinders (20).
- Waffenrohr (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Seite des Druckspeichers (34) und die wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders (24) über eine zweite Verbindung (90) miteinander verbunden sind, wobei die zweite Verbindung (90) Mittel zur aktiven Förderung (92) der Flüssigkeit aufweist, wobei die Mittel zur aktiven Förderung (92) vorzugsweise außerhalb des Waffenrohrs (10) angeordnet sind.
- Waffenrohr (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (50) mit einer Kolbenstange (52) verbunden ist, wobei die Kolbenstange (52) am dem Arbeitskolben (50) gegenüberliegenden Ende eine erste Umlenkrolle (100) aufweist, wobei um die erste Umlenkrolle (100) eine erste Zugvorrichtung (110) umgelenkt wird, wobei die erste Zugvorrichtung (110) mit einer Kupplungsvorrichtung (60) verbunden ist.
- Waffenrohr (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Arbeitszylinder (20) und der wenigstens eine erste Druckspeicher (30) in Längsrichtung des Waffenrohrs (10) angeordnet sind.
- Waffenrohr (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindung (40) einen ersten kleinsten Querschnitt aufweist, wobei der erste kleinste Querschnitt wenigstens 50 % des Querschnitts des Arbeitszylinders (20) aufweist.
- Waffenrohr (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Seite des Druckspeichers (34) und die wenigstens eine zweite Seite des Arbeitszylinders (24) über eine dritte Verbindung (120) miteinander verbunden sind, wobei die dritte Verbindung (120) Mittel zur Durchflussregelung (122) aufweisen.
- Waffenrohr (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite des Druckspeichers (32) wenigstens eine erste Druckfeder (130) aufweist.
- Waffenrohr (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite des Druckspeichers (32) im einsatzbereiten Zustand einen Druck von 150 bar bis 1000 bar, bevorzugt von 200 bar bis 600 bar, besonders bevorzugt von 250 bar bis 400 bar aufweist, wobei die erste Seite des Arbeitszylinders (22) im einsatzbereiten Zustand einen Druck von 1 bar bis 10 bar, bevorzugt von 1 bar bis 5 bar, besonders bevorzugt von 2 bar bis 4 bar aufweist.
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