DE1977746U - Schalldaempfer. - Google Patents

Description

Schalldämpfer

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für aus einer Öffnung mit Überschallgeschwindigkeit expandierende Gase, insbesondere für Schusswaffen, wobei der Öffnung in Strö« mungsrichtung der expandierenden Gase ein vorzugsweise zylinderförmiger Hohlraum nachgeordnet ist, der eine Eintritts« sowie eine Austrittsöffnung für die Gase zu deren Ein« bzw. Austritt aufweist.

Es ist eine ganze Reihe von Schalldämpfern für Schusswaffen bekannt, beispielsweise Kammerdämpfer, bei denen die Pulver» gase durch hintereinanderliegende, mittels Schotten 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 Schusswaffen" öffnung expandierende Gase brauchbar, da bei den Gasströmungen, deren Strömungsgeschwindigkeit oberhalb der Schallgeschwindigkeit liegt, bekanntlich vollkommen andere physikalische Bedingungen auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalldämpfer zu schaf« fen, der eine wirkungsvolle Schalldämpfung bei mit Über« Schallgeschwindigkeit strömenden Gase gewährleistet und bei dem die Übersehallströmung unter entsprechendes? Dämp« fungswirkung in Unterschallströmung umgewandelt wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem Schall« dämpfer für aus einer Öffnung mit Überschallgeschwindig« keit expandierende Gase, insbesondere für Schusswaffen, wobei der Öffnung in Strömungsrichtung der expandierenden Gase ein vorzugsweise zylinderförmiger Hohlraum nachge« ordnet ist, der eine Eintritts«· sowie eine Austrittsöffnung für die Gase zu deren Ein» bzw. Austritt aufweist, erfin«-» dungsgemäss dadurch gelöst, dass 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. Ein solcher gerader Verdichtungsstoss ent» steht vor jedem stumpfen Körper, der in vorliegendem Falle von dem vorderen Abschluss des Hohlraumes gebildet wird

und dessen der Überschallströmung zugewandte Fläche die Reflexionsfläche ist. In dem durch den Verdichtungsstoss gebildeten Staupunkt entsteht ein hoher Druck, der daher einen entsprechend grossen Widerstand gegenüber den nach» strömenden Gasen bildet, und ausserdem geht an der Stelle des Verdichtungsstosses die überschau» in eine Unter» schallströmung über. Der durch den Verdichtungsstoss gegen« über den nachströmenden Gasen geschaffene Widerstand ist hierbei um so höher, je grosser der Gasdruck ist, Die aus« strömenden Pulvergase werden somit durch den erfindungs« gemässen Überschallfeflektor 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 ver« lassen.

Zur Wirkungsweise des erfindungsgemässen Schalldämpfers bei Schusswaffen ist noch besonders hervorzuheben, dass die un« mittelbar nach dem Geschoss aus der Laufmündung expandieren·« den 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 langsam ver« lassen 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 Schall»

dämpfung erreicht wird, ohne dass andererseits sonstige ungünstige Nebenwirkungen auftreten.

Vorzugsxtfeise ist die Re flexions fläche für die Überschau« strömung bei dem erfindungsgemässen Schalldämpfer als Kegelmantel eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von mindestens 30 ausgebildet. Weiterhin kann im Bereich der Austrittsöffnung in radialer Richtung anschliessend an die Reflexions fläche für die Überschallströmung eine vor« zugsweise konisch verlaufende Reflexionsfläehe für Unter« schallströmung vorgesehen sein, so dass die im erfindungs« gemässen Schalldämpfer in eine Unterschallströmung umge« wandelte Überschallströmung an dieser, sowie an dem zweck« mässigerweise ebenfalls als Reflexionsfläehe ausgebildeten Bereich um die Eintrittsöffnung mehrfach reflektiert wird.

Zur Einstellung optimaler Dämpfungswirkung ist es vorteil« haft, den mit der Reflexionsfläehe versehenen Teil des Hohlkörpers (Abschlußstück) in den übrigen Teil des Hohl» körpers entgegengesetzt zur Expansionsrichtung einschraub« bar auszubilden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist in Expansions« richtung hinter der Reflexionsfläehe für die tiberschall« strömung ein Diffusor vorgesehen. In diesem Diffusor werden die Strömungsgeschwindigkeiten der aus dem Hohlraum in den Diffusorraum übertretenden Unterschallströmung weiter herab»

gesetzt. Dieser Diffusor weist entsprechend der hierdurch zu bewirkenden Verzögerung der Gasströmung einen in Expan« sionsrichtung sich erweiternden Querschnitt auf. Insbeson« dere ist der Diffusor in das Abschlußstück eingeformt.

Wie bereits erwähnt, wird bei einer besonders wirkungs« vollen 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 Eintritts« öffnung können beispielsweise als Kegelmantelflächen ausge« bildet sein. Besonders bewährt hat sich als Reflexionsfläche eine zur Eintrittsöffnung rotationssymmetrische rillenförmige Ausnehmung, deren Rillenflächen vorzugsweise unter einem Winkel von 45 zti der zur Haupt«Expansions» richtung 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 Austritts»-' Öffnung vorgesehen sein.

Schliesslich kann dem erfindungsgemässen Schalldämpfer in Expansionsrichtung ein an sich bekannter Schalldämpfer für Unterschallgeschwindigkeit nachgeordnet sein, obwohl das wegen der bereits sehr guten Schalldämpfungswirkung des erfindungsgemässen Schalldämpfers im allgemeinen nicht er« forderlich ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den Figuren bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele stellen jedoch keine Beschränk kung der Erfindung dar, vielmehr kann unter den gegebenen Richtlinien die Erfindung auch in abgewandelter Form mit Erfolg zur Ausführung gebracht werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Schalldämpfer mit sowohl im Bereich der Eintritts» als auch im Bereich der Austrittsöffnung vorgesehenem 45 «Reflektor,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Schalldämpfers, bei dem im Bereich der Eintrittsöffnung die Reflexions« fläche von der Mantelfläche eines 30 «Kegels ge« bildet wird,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer, bei dem im Bereich der Austrittsöffnung eine konvex gekrümmte Reflexionsfläche vorgesehen ist, und

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer mit einem erfindungsgemäss hinter der kegelförmigen Reflexionsfläche für die Überschallströmung ange« ordneten UnterschalleDiffusor.

Der Hohlraum 10, in dem die Schalldämpfung bei dem in Fig. dargestellten Reflektor durch mehrfache Reflexion der expan« dierenden Gase erfolgt, wird von einer zylindrischen Seiten« wand 11, einem an das äussere Endstück 12 des Schusswaffen« laufes anschliessenden hinteren Abschlußstück 13 und einem vorderen Abschlußstück 14 gebildet. Das hintere Abschluss« stück ist über ein Gewinde 15 auf das vordere Ende des Schusswaffenlaufes 12 aufgeschraubt. Auf dem zylindrischen Umfang des hinteren Abschlußstücks 13 ist weiterhin ein Ge» winde 16 vorgesehen, auf welches der zylindrische Mantel 11 aufgeschraubt ist» Selbstverständlich kann anstelle der Schraubverbindung auch eine Schweissverbindung od.dgl. vor« gesehen sein. In den zylindrischen Mantel 11 ist das vor» dere Abschlußstück 14 ebenfalls über ein Gewinde 17 einge« schraubt, wobei dieses Gewinde tiefer entlang des Zylinder« mantels geführt ist, als es an sich die Abmessungen des vorderen Abschlußstücks 14 erfordern. Auf diese Weise ist es nämlich möglich, den Abstand des vorderen Abschluss« stücks 14 vom hinteren Abschlußstück 13 so einzustellen, dass eine optimale Schalldämpfungswirkung erreicht wird. Sowohl im Bereich der Eintrittsöffnung 18 als auch im Be» reich der Austrittsöffnung 19 sind die dem Hohlraum 10 zu« gewandten Flächen der beiden Abschlußstücke 13 und 14 als 45 «Reflektor ausgebildet.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Schalldämpfers ist das vordere Abschluss« stück 21, das in die zylindrische Seitenwand 22 eingeschraubt

ist, in seinem, dem Hohlraum 23 zugewandten Teil als Kegel* ausgebildet, dessen Kegelmantelfläche 24 die Fläche eines, einen Öffnungswinkel von 30 aufweisenden Kegels ist. Das hintere Abschlußstück 25 ist an seiner, dem Hohlraum zugekehrten Fläche als 45 -»Reflektor ausgebildet.

Das vordere Abschlußstück 31 des in Fig. 3 dargestellten Schalldämpfers weist eine konvex zum Hohlraum 32 verlaufende Reflexionsfläche 33 für die Überschauest römung auf. Auch bei diesem Reflektor ist vorteilhafterweise in das hintere Abschlußstück 34 ein 45°»Reflektor eingeformt.

Eine bevorzugte Aus führungs form des erf indungsgemässen Schall«, dämpfers, mit der eine besonders gute Schalldämpfungswirkung erreicht wird, ist in Fig. 4 dargestellt. Hier ist in das Abschlußstück 41, das nach dem Hohlraum 42 hin, in dem die Reflexion der Überschallst römung erfolgt, eine Kegelmantel**· fläche 43 aufweist, nämlich die Reflexionsfläche für die Überschallströmung mit einem Diffusοr-Hohlraum 43a für die durch die Öffnung 44 hindurchtretende Unterschall~ Strömung versehen. Ausserdem ist in dem hinteren Abschluss« stück 45 ebenfalls, wie bereits in den übrigen dargestellten Beispielen ein 45 «Reflektor eingeformt.

Bei dem erfindungsgemässen Überschallreflektor ist es not» wendig, Überschallmunition zu verwenden, da sonst die Stauzone

nicht erzeugt wird und der Dämpfer in diesem Fall nur eine geringe Wirkung besitzt. Durch Einsetzen einer Lavallt-ODüse, welche die Unterschallgeschwindigkeit Ton normaler Munition auf Überschall steigert, ist es jedoch möglich, auch den erfindungsgemässen Schalldämpfer bei normaler 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*

Der erfindungsgemässe Schalldämpfer lässt sich selbstver« ständlich nicht nur für Schusswaffen anwenden, sondern kann darüber hinaus mit Vorteil auch bei anderen Einapich« tungen verwendet werden, bei denen eine Dämpfung der von überschallströmungen hervorgerufenen Schallwellen er« wünscht ist.

Claims (10)

1. Schalldämpfer für aus einer öffnung mit Überschallgeschwindigkeit expandierende Gase, insbesondere für Schusswaffen, wobei der Öffnung in Strömungsrichtung der expandierenden Gase ein vorzugsweise zylinderförmiger Hohlraum nachgeordnet ist, der eine Eintrittssowie eine Äustrittsöffnung für die Gase zu deren Ein- bzw. Austritt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß 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.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eeflexionsfläche als Kegelmantel eines Kegels mit einem öffnungswinkel von mindestens 30 ausgebildet ist.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Austrittsöffnung in radialer Sichtung anschliessend an die Reflexionsfläche für die überschallströmung eine vorzugsweise konisch verlaufende Eeflexionsfläche für ünterschallströmung vorgesehen ist.

4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche Ϊ bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Eeflexionsfläche versehene Teil des Hohlkörpers (Abschlußstück) als in dessen übrigen Teil entgegengesetzt zur Expansionsriclitung einschraubbarer ausgebildet ist.

5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Expansionsrichtung hinter der Reflexionsfläche ein Diffusor vorgesehen ist.

6. Schalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor wenigstens teilweise in das Abschlussstück eingeformt ist.

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7. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des Hohlraumes im Bereich der Sintrittsöffming mit gegenüber der zur Haupt-Sxpansionsrichtung senkrechten Ebene geneigt verlaufenden lieflexionsflachen versehen ist.

S. Schalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eeflexionsflächen im Bereich der Eintrittsöffnung als Kegelmantelflächen ausgebildet sind.

9. Schalldämpfer nach Anspruch S, gekennzeichnet durch eine zur Eintrittsöffnung rotationssymmetrische, rillenförmige Ausnehmung, deren Rillenflächen vorzugsweise unter einem Winkel von 45 zu der zur Haupt-Sxpansionsriciitung senkrechten Ebene verlaufen.

10.Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schalldämpfer für mit Überschallgeschwindigkeit in Expansionsrichtung strömende Gase ein Schalldämpfer für mit Unterschallgeschwindigkeit strömende Gase naehgeordnet ist.