DE2031273A1

DE2031273A1 - Kadenzregler an einer durch Gasdruck betätigten Feuerwaffe

Info

Publication number: DE2031273A1
Application number: DE19702031273
Authority: DE
Inventors: Ernst Zurich Muhlemann (Schweiz) P F41d
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerhkon Buhrle AG, Zurich (Schweiz)
Priority date: 1969-07-11
Filing date: 1970-06-24
Publication date: 1971-02-04
Also published as: BE753084A; US3680434A; DE2031273B2; JPS5010479B1; CH511414A; GB1308375A; NL7010212A; NL140617B; SE380895B; DE2031273C3; FR2068878A5

Description

Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon-Bührle AG 8050 Zürich

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Kadenzregler an einer durch Gasdruck betätigten Feuerwaffe ,

Die Erfindung betrifft einen Kadenzregler an einer durch Gasdruck betätigten Feuerwaffe mit einem temperaturabhängigen, den Gasdruck durch Querschnittsveränderung eines Gaskanals regulierenden Drosselorgan.

Ein bekanntet» Kadenzregler dieser Art besteht aus einem Zapfen in einem Zylinder. Zwischen dem Zapfen und dem Zylinder ist ein ringförmiger Durchtrittsquerschnitt für die Gase vorhanden. Sowohl der Zapfen als auch der Zylinder besteht aus Stahl. Beim Schiessen erwärmt sich der von dem Gas allseitig umströmte Zapfen schneller als der eine grössere Masse aufweisende Zylinder. Der Zapfen dehnt sich

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daher anfänglich auch schneller aus als der Zylinder, sodass der ringförmige Durchflussquerschnitt verengt und der Gasfluss gedrosselt wird. Einem Kadenzanstieg der Waffe wird dadurch entgegengewirkt.

Der bekannte Kadenzregler weist den Nachteil auf, dass bei einem längeren Seriefeuer die Temperaturdifferenz zwischen Zapfen und Zylinder vollständig verschwindet, sodass die Regeleigenschaft des Kadenzreglers vollständig verloren geht. e P saä se e as S s

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden. Erfindungsgemäss gelingt dies dadurch, dass zur Querschnittsveränderung das Drosselorgan beweglich angeordnet ist und dass zur Betätigung des Drosselorganes eine Vorrichtung angeordnet ist, welche zwei aus Materialien von verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten bestehende Körper aufweist. _;

In der Zeichnung sind mehrere AusfUhrungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen*

Fig. 1 einen Schnitt durch das Rohr einer Feuerwaffe im Bereich der Gasentnahmestelle und einen Gaszylinder gemäss einem ersten AusfUhrungsbeispiels »

Fig. la einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrösserter Darstellung!

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Fig. 2 bis 5 je einen Schnitt nach LinieTI-II, III-III, IV-IV, V-V in Figur la}

Fig. 6 einen Teil einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung, gemäss einem zweiten AusfUhrungsbeispiel;

Fig. 7 einen analogen Schnitt wie in Figur 1, gemäss einem dritten Ausführungsbeispielj

Fig. 8 eine Ansicht in Pfeilrichtung A in Figur 7; Fig. 9 eine Ansicht in Pfeilrichtung B in Figur 8;

Fig. 10 einen analogen Schnitt wie in Figur 7» gemäss einem vierten AusfUhrungsbeispielj

Fig. 11 eine der Figur 9 entsprechende Darstellung für das vierte Ausführungsbeispiel.

Gemäss den Fig .1,Ia ist bei einer selbsttätigen Feuerwaffe ein Rohr in ein Verschlussgehäuse 2 eingesetzt. Das Verschlussgehäuse 2 weist einen Zylinder 3 auf, welcher durch einen Gasentnahmekanal 4 mit dem Innern des Rohres 1 verbunden ist. Der Zylinder > ist durch einen Stopfen 5 verschlossen und enthält einen verschiebbaren Kolben 6, der mit einer Kolbenstange 7 verbunden ist* Das hintere Ende der Kolbenstange 7 ragt durch eine Stirnwand des Zylinders J3 hindurch und liegt an einer Hülse 8 an, welche unter dem Druck einer Feder steht. In der iRxdeicxRigMRaLi dargestellten Lage des Kolbens 6 liegt

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dessen Stirnfläche an der hinteren Stirnfläche 10 des .Stopfens 5 an. Im Zylinder 3 1st ein als Puffer für den Kolben 6 wirkendes Paket von Ringfedern 11 angeordnet, das mit einem ringförmigen Anschlag 12 des Kolbens 6 zusammenwirkt. Eine Bohrung 13 in der Wand des Zylinders 3 verbindet dessen Inneres mit der Atmosphäre.

In einem vorderen Teil 14 weist der Zylinder 3 einen grösseren Durchmesser auf als in einem hinteren Teil 15· Die beiden Bohrungsteile 14, 15 sind durch einen Absatz -1.6 voneinander getrennt. Der Durchmesser eines hinteren Endes 17 des Stopfens 5 ist gleich gross wie der Durchmesser der Zylinderbohrung 15« in welche er hineinragt. Der Durchmesser eines weiteren Teils 18 entspricht dem Durchmesser der Zylinderbohrung 14. Eine ringförmige Schulter 19 des Stopfens 5 liegt vor dem Bohrungsabsats 16 und grenzt mit diesem zusammen einen Ringraum 20 ab. Der Stopfen'5 weist im Bereiche des Ringraumes 20 an seinem Umfange eine Ringnut 21 auf«'Eine weitere Ringnut 76.befindet sieh im hinteren Ende des Stopfens 5» In diese hintere Ringnut'76 mündet der Gasentnahmekanal 4. Vordere und hintere. Ringnut 21,-. 76 sind über eine schraubenförmige Nut 75 in dem Stopfen 5 miteinander verbunden. Die vordere Ringnut 21 ist durch vier radial gerichtete Bohrungen 22 (Fig. 2) mit einer Sackbohrung 23 des Stopfens 5 .verbunden_r welch© in dessen hintere Stirnfläche 10 mündet und sur Achse-des Zylinders 3 koaxial liegt.

Der Stopfen 5 ragt nach vorn aus dem Zylinder 3 heraus.und.besitzt eine flanschartige Erweiterung 24^ welche mit'einer Seimüter 25 an

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der Stirnfläche des Zylinders 3 anliegt. Eine von vorn in dem Stopfen 5 angebrachte Sackbohrung 26 liegt koaxial zur Achse des Zylinders 3. In die Wand der Bohrung 26 sind zwei sich Über den ganzen Umfang erstreckende Rillen 27, 28 eingeschnitten. Der Stopfenteil 18 besitzt vier in seine Oberfläche eingefräste, gegen den Ringraum 20 zu offene -Nuten 29, deren Achsen der Zylinderachse parallel sind und gleiche Winkelabstände voneinander aufweisen (Pig. 3). Vier radial gerichtete Bohrungen 30 verbinden die Nuten 29 mit der Rille 28. Eine Anzahl Bohrungen 31 zweigen von der Rille 27 ab und münden in die ringförmige Stirnfläche 32 der Erweiterung 24 des Stopfens 5.

Ein zylindrischer Behälter 33 ist in der Bohrung 26 des Stopfens 5 angeordnet und mit diesem verschraubt. Der Boden des Behälters 33 weist eine zentrale Bohrung 34 auf. Ein in die Wandung dieser Bohrung 34 eingeschnittene Rille 35 enthält einen O-Ring 36. Der Behälter 33 weist einen Hohlraum 38 auf, der vollständig mit Quecksilber gefüllt 1st, welches eine erheblich grössere Ausdehnungszahl aufweist als der Werkstoff Stahl, aus welchem der Behälter 33 und der Stopfen 5 hergestellt sind. Ein Kolben 37 ist in der Bohrung 34 verschiebbar gelagert und ragt in den Behälter 33 hinein. Ein Paket von Tellerfedern 39 stützt sich am Grund 47 der Bohrung 26 ab. In der Bohrung 26 ist ferner ein Kolben 4o angeordnet, welcher einerseits von den Teller* federn 39 und andererseits von dem über eine hintere Stirnfläche 42 des Behälters 33 hinausragenden Kolben 37 beaufschlagt 1st. Geraäss Figur 5 sind in eine hintere Stirnfläche 4l des Kolbens 40 je zwei zueinander senkrecht stehende, radial gerichtete Nuten 43 eingefräst,

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deren Länge kleiner ist als der Durchmesser des'Kolbens 4o, aber grosser als der Durchmesser des Kolbens 37. Die Nuten 4j beider Stirnflächen 4l sind durch eine zentrale Bohrung 44 miteinander verbunden. Eine Ringnute 45 ist in den Kolben 40 eingeschnitten, welche so breit ist, dass sie bei einer Verschiebung des Kolbens 4o mit ihrer hinteren Steuerkante 46 in den Bereich der Rille 28 gelangt und die Rille 28 mit der Rille 27 verbindet.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Kadenzreglers ergibt sich aus " dem Aufbaut -

Vor dem Schiessen, wenn die Waffe noch nicht erwärmt ist, deckt der Kolben 40 die Rille 28 des Stopfens 5 vollständig ab. Ferner liegt die Nute 45 des Kolbens 40 im Bereiche der Rille 27 des Stopfens 5. Wenn beim Schiessen ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Geschoss nach dem Abschuss die Gasentnahmestell© im Rohr 1 Überschritten hat, strömt das Gas durch den Gasentnahmekanal 4 in die hintere Ringnut 76 durch die schraubenförmige Nut 75 in die vordere Ringnut 21 und in den Ringraum 20 und durch die Bohrungen 22 und 2j5 hinduroh vor den Kolben 6, wodurch dieser mit der Kolbenstange 7 naoh hinten beschleunigt und dadurch die Feuerwaffe in bekannter Weise gesteuert wird, Die vordere Stirnfläche des Kolbens β liegt am Hnde seines Hubes hinter der Bohrung 15, sodasa durch" diese das im Zylinder 2 befind» Hohe Gas ausströmen kann. Der Kolben 6 prallt mit dem ringförmig©** Anschlag 12 auf das Paket von Ringfedern 11, wodUFOfo er abgebremst: und nach vorn gegen den Stopfen 5 zurückgeworfen wird, an welchem ®r dann wieder bis zum nächsten Schuss anliegt.

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Während des Schiessens wird das Rohr 1 durch die Pulvergase erhitzt und von diesem Wärme über den Zylinder 3 an den Stopfen 5 mit dem . Behälter 33 und das in dessem Hohlraum 38 befindliche Quecksilber geleitet, sodass diese Teile 3»5#33»38 miterwärmt werden. Dabei dehnt sich das Quecksilber mehr aus als der Behälter 33 und der Stopfen 5j wodurch der vom Quecksilber beaufschlagte Kolben 37 angetrieben und so durch diesen der Kolben 4o in einer vom Erwärmungsgrad des Rohres abhängigen Weise gegen den Widerstand der Tellerfedern 39 nach hinten bewegt wird. Die Steuerkante 46, welche das hintere» dichtende Ende des Kolbens 4o gegen dessen Nute 45 hin begrenzt, gelangt dadurch in den Bereich der Rille 28, wodurch eine Verbindung zwischen der Rille 28 und der Nute 45 hergestellt wird. Ein Teil der bei einem Schuss durch den Gasentnahmekanal 4 aus dem Rohr 1 abgezapften Gase flieset nun vom Ringraum 20 durch die Nuten 29 und die Bohrungen 30 in die Rille 28 und von dieser in die Nute 45, die Rille 27 und durch die Bohrungen 31 ins Freie. Es gelangt daher weniger Gas vor den Kolben 6, sodass dieser weniger stark beschleunigt und deshalb der in der Zeichnung weiter nicht dargestellte Verschluss erst dann entriegelt wird, wenn der Gasdruck im Rohr 1 stärker abgesunken ist. Der Verschluss wird dann durch diesen kleineren Restgasdruck weniger stark angetrieben, sodass er sich langsamer bewegt und demzufolge die wegen der Erwärmung der Waffe angestiegene Kadenz wieder reduziert wird.

Bei der Bewegung des Kolbens 40 findet durch die Bohrung 44 und die Nuten 43 des Kolbens 4o hindurch ein Druckausgleich zu dem vor dem Kolben 4q liegenden, durch dessen Stirnfläche 41 und die Stirnfläche

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42 des Behälters 33 begrenzten Raum statt. Wenn sich der Stopfen 5 und der Behälter 33 nach dem Schiessen abkühlen, werden die beiden Kolben 37 und 40 durch die Kraft der Tellerfedern 39 wieder nach vorn gedrückt. Die Vorspannung dieser Tellerfedern 39 ist so gross, dass an den beiden Kolben 37 und 4o angreifende Bewegungswiderstände, welche beispielsweise durch Russablagerungen an der Wand der Bohrung 26, oder durch den Dichtungsring 36, verursacht werden, überwunden werden.

In der Zeit« in der die vorstehend beschriebene thermische Kadenzregelung noch nicht wirksam 1st, wird einem Anstieg der Kadenz bereits durch die konstruktive Ausgestaltung des Gaskanals entgegengewirkt. Der Gaskanal, bestehend aus dem Gasentnahmekanal 4, den Ringnuten 21, der schraubenförmigen Nut 75 und den Bohrungen 22,23 erzeugt einen Druckabfall der durch ihn hindurchströmenden Gase« Der Druckabfall ist bedingt durch Druckverluste in dem Gaskanal, welche durch Reibung und Verwirbelung der Gase entstehen. Diese Druckverluste werden durch die Länge des Gaskanals und durch Knickstellen Im Gaskanal gefördert und sie steigen mit der steigenden Gastemperatur und der daraus resultierenden höheren Gasgeschwindigkeit, sodass bereits durch die konstruktive Ausbildung des Gaskanalsystems einem Anstieg der Kadenz entgegengewirkt wird.

Ein zweites Ausftihrungsbeispiel eines erfindungsgemässen Kadenzreglers unterscheidet sich lediglich durch den Behälter von der ersten AusfUhrungsform. Gemäss Figur 6 ist in der Bohrung 26 des Stopfens 5 ein Faltenrohr 49 angeordnet, welches an den Enden durch ©inen in den Stopfen 5 schraubbaren Deckel 50 und einen am Kolben 4o anliegenden

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Boden 51 verschlossen ist. Die Wirkungsweise eines mit einem solchen Behälter 48 ausgeführten Kadenzreglers ist im wesentlichen gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Das im Behälter 48 befindliche Quecksilber dehnt sich bei der Erwärmung stärker aus als der Stopfen 5 und bewegt den Kolben 4o nach hinten. Das -Faltenrohr 49 wird durch die vom Quecksilber über den Boden 51 ausgeübte Druckkraft elastisch gedehnt.

In den Figuren 7 bis 9 ist eine dritte Ausführungsform dargestellt. Gemäss Figur 7 ist das Rohr 1 in ein Verschlussgehäuse 52 eingesetzt, welches einen nach vorn offenen, zylInderförmigen Aufsatz 5> besitzt. Ein hülsenförmiger Ansatz 55 eines Einsatzstückes 54 ragt in den Aufsatz 55 hinein und 1st mit demselben verschraubt. Der Aufsatz 53 bildet zusammen mit dem Ansatz 55 einen Zylinder 56, welcher einen verschiebbaren Kolben 57 enthält. Der Kolben 57 liegt in seiner Ruhestellung unter dem Druck einer auf seine Kolbenstange 58 wirkenden Feder 59 am Grund 60 der Bohrung des Ansatzes 55 an. Ein Gasentnahmekanal 61 zweigt vom Innern des Rohres 1 ab, durchdringt dessen Wand und mündet in eine Bohrung 62 des Einsatzstückes 54. Die Bohrung 62 ist mit einer Sackbohrung 65 verbunden, welche zum Ansatz 55 koaxial let und in den Zylinder 56 mündet. Di© Bohrung 62 mündet in die Dachfläche 65 des Einsatzstuckes 5²I. Ein zwischen der Einmündung der Sackbohrung 6} in die Bohrung 62 und der Dachfläche 65 des Einsatζ-etückes 54 verlaufender Teil der Bohrung 62 bildet einen Entlüftungskanal 64. Eine Bohrung 66 durchdringt das Einsatzstück 54, wobei ihre Achse die Aohse des EntlUftungskanals 64 schneidet und senkrecht

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zu diesem steht. Diese Bohrung 66 weist einen grösseren Durchmesser auf als der EntIUftungskanal 64.. Ein Bolzen 67 ist in der Bohrung 66 drehbar gelagert. In die auf beiden Seiten des EinsatzstUckes 54 herausragenden Enden des Bolzens 67 sind Nuten 68 eingeschnitten, 'deren Symmetrieebenen zusammenfallen und die Achse des Bolzens 67 enthalten. Wie die Figuren 7 bis 9 zeigen, weist der Bolzen 67 einen Schlitz 69 auf, dessen Breite gleich gross ist wie der Durchmesser der Bohrung 64 und der von einer Kante 75 begrenzt wird. Die Symmetrieebene des Schlitzes 69 steht senkrecht zur Achse des Entlüftungs» kanals 64 und enthält ferner die Achse der Bohrung 66. Auf beiden Selten des Einsatzstuckes 54 sind Halter 70 befestigt. In jedem dieser Halter 70 sind die Enden zweier Blechstreifen 71a, 71b einer Bimetallfeder 71 eingespannt. Die andern Enden der Blechstrelfen 71a, 71b der Bimetallfeder 71 sind mit Nieten 72 vernietet und ragen in die Nuten 68 des Bolzens 67 hinein. Die Nieten 72 weisen runde Köpfe auf, welche die Wände der Nuten 68 in Punkten berühren, die in einer Ebene liegen. Die Ebene ist senkrecht zur Symmetrieebene der Nute 68 gerichtet und weist einen Abstand von der Drehachse des Bolzens 67 auf,

Die Wirkungsweise dieses dritten AusfUhrungsbeispiels ist wie folgt % In der in der Figur 7 dargestellten Ruhestellung des Bolzens 67 ist der EntIUftungskanal 64 geschlossen» Das Einsatzstück 54 wird durch das aus dem Rohrlnnern abgezweigte,.durch die Bohrungen 61, 62, 63 vor den Kolben 57 strömende Gas, und ferner durch Wärmeleitung« und Strahlung vom Rohr 1 erhitzt. Die beiden Bimefcallf©d©«i 71 erfahr®*! durch vom Einsatzstück 54 und vom Rohr 1 abgestrahlt© Wärme eine

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Temperaturerhöhung. Durch die verschieden starke Ausdehnung der Blechstreifen 71a* 71b der Bimetallfedern 71 biegen sich diese durch, wobei ihre Enden auf den Bolzen 67 ein (in der Figur 7 betrachtet) im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment ausüben. Durch das Drehen des Bolzens 67 gelangt die den Schlitz 69 begrenzende Kante 73 des Bolzens 67 in den Bereich des Entlüftungskanals 64, wodurch nun durch die Bohrung 62 strömendes Gas durch den EntIUftungskanal 64, durch den Schlitz 69 des Bolzens 67 und durch den oberen Teil des Entlüftungskanals 64 abströmt. Dadurch fllesst weniger Gas zum Kolben 57» sodass die Kadenz der Waffe in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel wieder gegen den Normalwert reguliert wird.

Wie die Figuren 10 und 11 zeigen, unterscheidet sich ein viertes Äusführungsbeispiel lediglich dadurch vom dritten Ausführungsbeispiel, dass der. Gaskanal 61, 62, 63 nicht mit der Atmosphäre verbunden ist. Die Bohrung 62 ist hier als eine bis zu der Sackbohrung 63 reichende Sackbohrung ausgebildet. Der Bolzen 67 kreuzt die Bohrung 62 und die Halter 70 für die Bimetallfedern 71 sind am oberen Ende des Einsatzstückes 54 befestigt. Der Bolzen 67 besitzt eine Bohrung 74, welche in der in der Figur 10 dargestellten Ruhestellung zur Bohrung 62 koaxial gerichtet ist und den gleichen Durchmesser aufweist wie diese· Durch die bei der Erwärmung der Bimetallfedern 7I einsetzende Drehung des Bolzens 67 wird der Durchflussquerschnitt der Bohrung 62 reduziert und die Gaszufuhr zum Kolben 57* und damit auch die Kadenz der Waffe gedrosselt*

Bei diesen beiden Ausführungsformen gemäss den Figuren 7 bis 11 wird

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der Bolzen 67 bei erkaltender Waffe durch die sich ebenfalls abkühlenden Bimetallfedern 71 wieder in die Ruhestellung zurückgedreht .

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Claims

M Patentansprüche

1.) Kadenzregler an einer durch Gasdruck betätigten Feuerwaffe mit einem temperaturabhängige^ den Gasdruck durch Querschnittsveränderung eines Gaskanals regulierenden Drosselorgan, dadurch gekennzeichnet, dass zur Querschnittsveränderung das Drosselorgan (4O,67) beweglich angeordnet ist und dass zur Betätigung des Drosselorganes (4o,67) eine Vorrichtung angeordnet ist, welche zwei aus Materialien von verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten bestehende Körper (33,j58;71a,71b) aufweist.

2. Kadenzregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan einen mit einer Steuerkante (46)versehenen Kolben (40) in einer Zylinderbohrung (26) aufweist, dass der Kolben (4ö) auf der einen Seite von einer Feder (39) und auf der anderen Seite von einer Flüssigkeit beaufschlagt ist und dass die Steuerkante (46) des Kolbens (40) den Querschnitt des Gaskanals verändert.

3. Kadenzregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan aus einem drehbaren, in den Gaskanal hineinragenden Bolzen (67) besteht und dass an der Waffe eine den Bolzen (67) drehende Bimetallfeder (71) angeordnet ist.

4. Kadenzregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit Quecksilber verwendet ist.

5. Kadenzregler nach Anspruch'2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sttuerkante (46) des Kolbens (4o) einen Durchtrittequerschnitt

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zwischen einem Teil (28) des Gaskanals und einem EntlUftungskanal () verändert.

6.-Kadenzregler nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dass bei steigender Temperatur eine Bewegung des Bolzens (67) im Sinne einer Schliessung des Gaskanals (62,63) erfolgt.

7. Kadenzregler nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (67) in einen den Gaskanal (62,63) mit der Atmosphäre verbindenden Entlüftungskanal (64) hineinragt und dass bei steigender Temperatur eine Bewegung im Sinne einer Oeffnung des Entlüftungskanals (64) erfolgt.

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L e e r s e i t e