DE1553921A1 - Silencer - Google Patents
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- F41A21/00—Barrels; Gun tubes; Muzzle attachments; Barrel mounting means
- F41A21/30—Silencers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für aus einer Öffnung mit Überschal!geschwindigkeit expandierende Gase, insbesondere für Feuerwaffen, wobei der Öffnung in Strömungsrichtung der expandierenden Gase ein vorzugsweise zylinderförmiger Hohlraum nachgeordnet ist, der eine Eintritts- sowie eine Austrittsöffnung für die Gase zu deren Ein- bzw. Austritt aufweist.The invention relates to a muffler for a Opening at supersonic speed expanding gases, in particular for firearms, the opening in the direction of flow of the expanding gases preferably being a cylindrical cavity is arranged downstream, which has an inlet and an outlet opening for the gases whose entry or exit has.
Es ist eine ganze Reihe von Schalldämpfern für Feuerwaffen bekannt, beispielsweise Kammerdämpfer, bei denen die Pulvergase durch hintereinanderliegende, mittels SchottenA number of silencers for firearms are known, for example chamber silencers in which the Powder gases through one behind the other by means of bulkheads
, SaU 3 des Änderung^*. '■ 4.9.1 J,- ·, SaU 3 of the change ^ *. '■ 4.9.1 J, - ·
getrennte Kammern geleitet werden. Weiterhin ist es bekannt, sogenannte Verwirbelungskammern zur Schalldämpfung vorzusehen. Diese für mit Unterschallgeschwindigkeit expandierende Gase verwendbaren Schalldämpfer sind jedoch nicht ohne weiteres für mit Überschallgeschwindigkeit aus der Feuerwaffenöffnung expandierende Gase brauchbar, da bei den Gasströmungen, deren Strömungsgeschwindigkeit oberhalb der Schallgeschwindigkeit liegt, bekanntlich vollkommen andere physikalische Bedingungen auftreten.separate chambers are conducted. Furthermore it is known, so-called swirl chambers for sound absorption to be provided. These silencers can be used for gases expanding at subsonic speeds however, are not readily available for expanding at supersonic speeds from the firearm port Gases can be used because the gas flows have their flow velocity is above the speed of sound, as is well known, completely different physical conditions appear.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalldämpfer zu schaffen, der eine wirkungsvolle Schalldämpfung bei mit Überschallgeschwindigkeit strömenden Gase gewährleistet und bei dem die Überschallströmung unter entsprechender Dämpfungswirkung in Unterschallströmung umgewandelt wird.The object of the invention is to provide a silencer create that ensures effective sound absorption in the case of gases flowing at supersonic speeds and in which the supersonic flow is converted into subsonic flow with a corresponding damping effect.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem Schalldämpfer für aus einer Öffnung mit Überschallgeschwindigkeit expandierende Gase, insbesondere für Feuerwaffen, wobei der Öffnung in Strömungsrichtung der expandierenden Gase ein vorzugsweise zylinderförmiger Hohlraum nachgeordnet ist, der eine Eintritts- sowie eine Austrittsöffnung für die Gase zu deren Ein- bzw. Austritt aufweist, erfindungsgeääß dadurch gelöst, daß einerseits die Innenwandung des Hohlraumes im Bereich der Austrittsöffnung als konvexe einen geraden Verdichtungsstoß im Hauptströmungsbereich der mit Überschallgeschwindigkeit von der Eintritts- zur Austrittsöffnung strömenden Gase erzeugende Reflexionsfläche ausgebildet ist, und daß anderer-This object is achieved according to the invention with a silencer for from an opening at supersonic speed expanding gases, especially for firearms, the opening in the direction of flow of the expanding Gases a preferably cylindrical cavity is arranged downstream, which has an inlet and an outlet opening for the gases at their entry and exit, according to the invention solved in that on the one hand the inner wall of the cavity in the area of the outlet opening as a convex straight compression shock in the main flow area the generating gases flowing at supersonic speed from the inlet to the outlet opening Reflective surface is formed, and that other-
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seits im Bereich der Austrittsöffnung in radialer Richtung anschließend an die Heflexionsflache für die Übersehe Ils trömung eine vorzugsweise konisch verlaufende konkave lieflexionsflache für Unterschallströraung vorgesehen ist. Lin solcher gerader Verdichtungsstoß entsteht vor jedem stumpfen Körper, der in vorliegendem Falle von dem vorderen Abschluß des Hohlraumes gebildet wird und dessen dor Übersfhal1 strömung zugewandte Fläche die Reflexions— riU'he ist. In dom durch den Verdichtungsstoß gebildeten Staupunkt entsteht ein hoher Druck, der daher einen entsprechend grüßen Widerstand gegenüber den nachströmenden Ga.sfiii t'iltiet, und außerdem geht an der Stelle des Ver-(liciituncsstoües die ubersthall- in eine Unterschallströmung über.'Der clurrh den Verdichtungsstoß gegenüber den nachströmenden Gasen geschaffene Widerstand ist hierbei um so höher, je größer der Gasdruck ist. Die ausströmenden Pulvergase werden somit durch den erfindungsgemäßen iiberschallrefLektor zur Umkehr gezwungen und reflektieren im Schalldämpfer so oft unter Verlust ihrer Energie, bis sie unter hohem Geschwindigkeitsverlust den Schalldämpfer stark geschwächt und zeitlich verzögert verlassen. on the other hand in the area of the outlet opening in the radial direction then to the flexion area for the oversight The flow is preferably a conical concave designed for subsonic flow is. Such a straight shock wave occurs every blunt body, in the present case from the the front closure of the cavity is formed and its surface facing the overflow, the reflection- riU'he is. In dom formed by the shock wave The stagnation point creates a high pressure, which therefore creates a correspondingly low resistance to the incoming flow Ga.sfiii t'iltiet, and moreover goes in the place of the ver (liciituncsstoües the supersonic flow into a subsonic flow about. 'The clurrh the shock wave opposite the The resistance created by the following gases is here the higher the greater the gas pressure. The outflowing powder gases are thus by the invention Supersonic reflector forced to turn around and reflect in the silencer so often with loss of their energy, until they hit the muffler with a high loss of speed severely weakened and left with a delay.
Zur Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schalldämpfers bei Feuerwaffen ist noch besonders hervorzuheben, daß die unmittelbar nach dem Geschoß aus der Laufmündung expandierenden Pulvergase dieses nach dem Eintritt in den Hohlraum des Schalldämpfers überholen und nach der mehrfachen Reflexion und dem Übergang in die Unterschallströmung zwar den Schalldämpfer nur verhältnismäßig langsamThe mode of operation of the silencer according to the invention In the case of firearms, it should be emphasized that the ones that expand from the barrel muzzle immediately after the projectile Powder gases overtake this after entering the cavity of the silencer and after multiple Reflection and the transition into the subsonic flow admittedly the muffler only relatively slowly
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verlassen können, jedoch erfolgt das mehrfache Hin- und Herströmen der Gase trotzdem in verhältnismäßig kurzen Zeiten, bezogen auf die mögliche Geschoßfolge. Daher machen sich diese Verzögerungszeiten, die beim Austritt der Pulvergase erreicht werden, für die Geschoßfolge nicht hindernd bemerkbar, sondern es ergeben sich solche Zeiten, bei denen einerseits eine optimale Schalldämpfung erreicht wird, ohne daß andererseits sonstige ungünstige Nebenwirkungen auftreten.can leave, but the multiple flows back and forth of the gases is still relatively short times, based on the possible sequence of floors. Therefore, these delay times, which are reached when the powder gases emerge, apply to the sequence of bullets not noticeable as a hindrance, but rather such times arise when, on the one hand, an optimal Sound attenuation is achieved without other unfavorable side effects occurring on the other hand.
Vorzugsweise ist die Reflexionsfläche für die Überschallströmung bei dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer als Kegelmantel eines Kegele mit einem Öffnungswinkel von mindestens 30 ausgebildet. Weiterhin kann im Bereich der Austrittsöffnung in radialer Richtung anschließend an die Reflexionsfläche für die Überschallströmung eine vorzugsweise konisch verlaufende Reflexionsfläche für Unterschallströmung vorgesehen sein, so daß die im erfindungsgemäßen Schalldämpfer in eine Unterschallströmung umgewandelte Überschallströmung an dieser, sowie an dem zweckmäßigerweise ebenfalls als Reflexionsfläche ausgebildeten Bereiche um die Eintrittsöffnung mehrfach reflektiert wird.The reflection surface is preferably for the supersonic flow in the silencer according to the invention as Conical surface of a cone formed with an opening angle of at least 30. Furthermore, in the area adjoining the outlet opening in the radial direction to the reflection surface for the supersonic flow preferably conical reflective surface for subsonic flow be provided so that the silencer according to the invention in a subsonic flow converted supersonic flow at this, as well as at that expediently also designed as a reflective surface Areas around the entrance opening is reflected multiple times.
Zur Einstellung optimaler Dämpfungswirkung ist es vorteilhaft, den mit der Reflexionsfläche versehenen Teil des Hohlkörpers (Abschlußstück) in den übrigen Teil des Hohlkörpers entgegengesetzt zur Expansionsrichtung einschraubbar auszubilden.To adjust the optimal damping effect, it is advantageous to use the part provided with the reflective surface of the hollow body (end piece) can be screwed into the remaining part of the hollow body opposite to the direction of expansion to train.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist in Expansionsrichtung hinter der Reflexionsfläche für die Überschall strömung ein Diffusor vorgesehen. In diesem Diffusor werden die Strömungsgeschwindigkeiten der aus dem Hohlraum in den Diffusorraum übertretenden Unterschallströmung weiter herabgesetzt. Dieser Diffusor weist entsprechend der hierdurch zu bewirkenden Verzögerung der Gasströmung einen in Expansionsrichtung sich erweiternden Querschnitt auf. Insbesondere ist der Diffusor in das Abschlußstück eingeformt.According to a further development of the invention is in the expansion direction behind the reflective surface for the supersonic flow provided a diffuser. In this diffuser become the flow velocities of the subsonic flow passing from the cavity into the diffuser chamber further reduced. This diffuser has according to the delay to be effected thereby Gas flow has a cross-section that widens in the direction of expansion. In particular, the diffuser is in the Molded end piece.
Wie bereits erwähnt, wird bei einer besonders wirkungsvollen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schalldämpfers die Innenwandung des Hohlraumes im Bereich der Eintritts-Öffnung mit gegenüber der zur Haupt-Expansionsrichtung senkrechten Ebene geneigt verlaufenden Reflexionsflächen versehen. Diese Reflexionsflächen im Bereich der Eintrittsöffnung können beispielsweise als Kegelmantelflächen ausgebildet sein. Besonders bewährt hat sich als Reflexionsfläche eine zur Eintrittsöffnung rotationssymmetrische rillenförmige Ausnehmung, deren Rillenflächen vorzugsweise unter einem Winkel von k% zu der zur Haupt-Expansionsrichtung senkrechten Ebene verlaufen. Beispielsweise kann eine derartige, im folgenden als 45°-Reflektor bezeichnete Ausbildung der Reflexionsfläche gleichzeitig sowohl im Bereich der Eintritts- als auch im Bereich der Austrittsöffnung vorgesehen sein.As already mentioned, in a particularly effective embodiment of the silencer according to the invention, the inner wall of the cavity in the area of the inlet opening is provided with reflective surfaces which run inclined with respect to the plane perpendicular to the main expansion direction. These reflection surfaces in the area of the inlet opening can be designed, for example, as conical surfaces. A groove-shaped recess which is rotationally symmetrical to the inlet opening and whose groove surfaces preferably extend at an angle of k% to the plane perpendicular to the main expansion direction has proven particularly useful as a reflection surface. For example, such a design of the reflection surface, referred to below as a 45 ° reflector, can be provided at the same time both in the area of the inlet and in the area of the outlet opening.
Schließlich kann dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer in Expansionsrichtung ein an sich bekannter Schalldämpfer für Unterschallgeschwindigkeit nachgeordnet sein, obwohlFinally, the silencer according to the invention in Expansion direction a known silencer for subsonic speed, though
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das wegen der bereits sehr guten Schalldämpfungswirkung des erfindungsgemäflen Schalldämpfers im allgemeinen nicht erforderlich ist.because of the already very good soundproofing effect of the silencer according to the invention generally not is required.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele stellen Jedoch keine Beschränkung der Erfindung dar, vielmehr kann unter den gegebenen Richtlinien die Erfindung auch in abgewandelter Form mit Erfolg zur Ausführung gebracht werden. Es zeigernThe invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. However, these exemplary embodiments do not represent a limitation of the invention; Guidelines the invention can also be successfully implemented in a modified form. Show it
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer mit sowohl im Bereich der Eintrittsais auch im Bereich der Austrittsöffnung vorgesehenem 45°-Reflektor;Fig. 1 is a longitudinal section through an inventive Silencer with provided both in the area of the inlet and in the area of the outlet opening 45 ° reflector;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäflen Schalldämpfers, bei dem
im Bereich der Eintrittsöffnung die Reflexionsfläche von di
bildet wird;2 shows a longitudinal section through an embodiment of a silencer according to the invention, in which in the area of the inlet opening the reflection surface of di
forms is;
fläche von der Mantelfläche eines 30°-Kegels ge-surface from the lateral surface of a 30 ° cone
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer, bei dem im Bereich der Austrittsöffnung eine konvex gekrümmte ,Reflexionsfläche vorgesehen ist; und3 shows a longitudinal section through a silencer in which a convex curved, reflective surface is provided; and
Fig. k einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer mit einem erfindungsgemäß hinter der kegelförmigen Reflexionsfläche für die Überschauströmung angeordneten Unterschal!-Diffusor.FIG. K shows a longitudinal section through a silencer with a lower shell diffuser arranged according to the invention behind the conical reflection surface for the excess flow.
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Hohlraum 10, in. dem die Schalldämpfung bei dem in Kip;. 1 dargestellten Reflektor durch mehrfache Reflexion der expandierenden Gase erfolgt, wird von einer zylindrischen Seitenwand 11, einem an das äußere Endstück .12 des Schußwaffenlaufes anschließenden hinteren Abschlußstück 13 und einem vorderen Abschlußstück i4 gebildet. Das hintere Abschlußstück ist über ein Gewinde 15 auf das vordere bilde des Schußwaf f enlauf es 12 aufgeschraubt.'Auf dem zylindrischen Umfang des hinteren Abschlußstücks 13 ist weiterhin ein Gewinde 16 vorgesehen, auf welches der zylindrische Mantel 11 aufgeschraubt ist. Selbstverständlich kann anstelle der Schraubverbindung auch eine Schweißverbindung od. dgl. vorgesehen sein. In den zylindrischen Hantel 11 ist das vordere Abschlußstück Ik ebenfalls über ein Gewinde 17 eingeschraubt, wobei dieses Gewinde tiefer entlang des Zylindermantels geführt ist, als es an sich die Abmessungen des vorderen Abschlußstücks \h erfordern. Auf diese Weise ist es nämlich möglich, den Abstand des vorderen Abschlußstücks Ik vom hinteren Abschlußstück I3 so einzustellen, daß eine optimale Schalldämpfungswirkung erreicht wird. Sowohl im Bereich der Eintrittsöffnung 18 als auch im Bereich der Austrittsöffnung I9 sind die dem Hohlraum 10 zugewandten Flächen der beiden AbSchlußstücke 1-3 und iVal's 45°-Reflektor ausgebildet.Cavity 10, in which the sound attenuation at the in Kip ;. 1 shown reflector by multiple reflection of the expanding gases, is formed by a cylindrical side wall 11, a rear end piece 13 adjoining the outer end piece .12 of the gun barrel and a front end piece i4. The rear terminating piece is screwed onto the front face of the firearm barrel 12 via a thread 15. On the cylindrical circumference of the rear terminating piece 13, a thread 16 is also provided, onto which the cylindrical jacket 11 is screwed. Of course, a welded connection or the like can also be provided instead of the screw connection. In the cylindrical weight 11, the front end piece Ik is likewise screwed on a thread 17, this thread is guided deep along the cylinder jacket, as it requires on the dimensions of the front end piece \ h. In this way it is possible to adjust the distance of the front terminating piece Ik from the rear terminating piece I3 so that an optimal sound-damping effect is achieved. Both in the area of the inlet opening 18 and in the area of the outlet opening 19, the surfaces of the two terminating pieces 1-3 and iVal's 45 ° reflector facing the cavity 10 are formed.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers ist das vordere Abschlußstück 21, das in die zylindrische Seitenwand 22 eingeschraubt ist, in seinem, dem Hohlraum 23 zugewandten Teil als Kegel ausgebildet, dessen Kegelmantelfläche Zk dieIn the embodiment of a silencer according to the invention shown in Fig. 2, the front end piece 21, which is screwed into the cylindrical side wall 22, is formed in its, the cavity 23 facing part as a cone, the conical surface Zk the
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Flache eines, einen Öffnungswinkel von 30 aufweisenden Kegels ist. Das hintere Abschlußstück 25 ist an seiner, dem Hohlraum zugekehrten Fläche als k5 -Reflektor ausgebildet. Flat of a cone having an opening angle of 30. The rear terminating piece 25 is designed as a k5 reflector on its surface facing the cavity.
Das vordere Abschlußstück "}λ des in Fig. 3 dargestellten Schalldämpfers weist eine konvex zum Hohlraum 32 verlaufende Reflexionsfläche 33 für die Überschallströmung auf. Auch bei diesem Reflektor ist vorteilhafterweise in das hintere Abschlußstück Jh ein 45°-Reflektor eingeformt.The front terminating piece "} λ of the silencer shown in FIG. 3 has a reflective surface 33 for the supersonic flow that runs convexly towards the cavity 32. In this reflector, too, a 45 ° reflector is advantageously molded into the rear terminating piece Jh.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßeii Schalldämpfers, mit der eine besonders gute Schalldämpfungswirkung erreicht wird, ist in Fig. k dargestellt. Hier ist in das Abschlußstück k\, das nach dem Hohlraum k2 hin, in dem die Reflexion der überschallströmung erfolgt, eine Kegeln.aiitelf'läche hj aufweist, nämlich die Reflexionsfläche für die Überschallströmung mit einem Dif fusor-Iiohlraum 43a für die durch die Öffnung kk hindurchtretende Unterschallströmung versehen. Außerdem ifit in dem hinteren Abschlußstück h$ ebenfalls, wie bereits in den übrigen dargestellten Beispielen, ein 45 -Reflektor eingeformt.A preferred embodiment of erfindungsgemäßeii silencer, with a particularly good sound-damping effect is achieved is shown in Fig. K. Here, in the end piece k \ that in which takes place the reflection of supersonic flow to the cavity k2 out has a Kegeln.aiitelf'läche hj, namely the reflection surface for the supersonic flow with a Dif fusor-Iiohlraum 43a for the through opening kk provided subsonic flow passing through. In addition, as in the other examples shown, a 45 reflector is molded into the rear end piece h $.
bei dem erfindungsgemäßen Überschallreflektor ist es notwendig, Übeischal1munition zu verwenden, da sonst die Stauzone nicht erzeugt wird und der Dämpfer in diesem Fall nur eine geringe Wirkung besitzt. Durch Einsetzen einer Lavall-Düse, welche die Unterschallgeschwindigkeit von normaler Munition auf Überschall steigert, ist es jedoch möglich, auch den erf indung ε gemäßen Schalldämpfer bei normalerwith the supersonic reflector according to the invention it is necessary Use over-the-top ammunition, otherwise the stowage zone is not generated and the damper in this case only has little effect. By inserting a Lavall nozzle, which is the subsonic speed of normal Ammunition increases to supersonic, it is possible, however, also to use the silencer according to the invention with normal
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Munition zu verwenden. Als Beispiel für die mit dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer erreichte Dämpfungswirkung sei die bei einer Pistole Kaliber 22hi/speed erreichte Dämpfung von -28dB genannt. Durch die erfindungsgemäße innere Formgebung des Diffusors entstehen zwangsläufig bei hoher Mach-Zahl große Druckverluste, die zu intensiver Dämpfungswirkung beitragen.To use ammunition. As an example of those with the invention The damping effect achieved by the silencer is that achieved with a 22hi / speed pistol Attenuation of -28dB called. By the invention Inner shape of the diffuser inevitably results in high pressure losses at a high Mach number, which are too intense Contribute damping effect.
Der erfindungsgemäße Schalldämpfer läßt sich selbstverständlich nicht nur für Feuerwaffen anwenden, sondern kann darüber hinaus mit Vorteil auch bei anderen Einrichtungen verwendet werden, bei denen eine Dämpfung der von Überschallströmungen hervorgerufenen Schallwellen erwünscht ist.The silencer according to the invention can of course not only apply to firearms, but can also be used with advantage in other facilities can be used in which damping of the sound waves caused by supersonic flows is desired is.
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Claims (1)
dadurch gekennzeichnet, daß in Expansionsrichtung
hinter den Heflexionsflachen ein Diffusor vorgesehen ist.A. Silencer according to one of claims 1 to 3 »
characterized in that in the direction of expansion
a diffuser is provided behind the reflective surfaces.
Abschlußstück eingeiormt ist.5. Silencer according to claim k, characterized in that the diffuser is at least partially in the
End piece is integrally formed.
geneigt verlaufenden Heflexionsflachen versehen ist.ü. Silencer according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the inner wall of the cavity in the area of the inlet opening has a plane perpendicular to the main expansion direction
inclined Heflexionsflachen is provided.
Gn/BaBATH
Gn / Ba
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- 1967-07-06 BE BE700986D patent/BE700986A/xx unknown
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