DE2335649A1

DE2335649A1 - Verfahren und vorrichtung zur entnahme eines teils der rueckstossenergie einer kanone

Info

Publication number: DE2335649A1
Application number: DE19732335649
Authority: DE
Inventors: Erich Zielinski
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1973-07-13
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1478672A; DE2335649C2; US3964365A; IT1033080B; SE7408709L

Description

Akte R 582 Düsseldorf, den 11.7.1973

"Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme eines Teils der Rückstoßenergie einer Kanone"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entnahme eines Teils der Rückstoßenergie einer Kanone aus dem hydropneuraatischen Rohrbrems- und Vorholersystem, welcher entnommene Energieteilbetrag für andere Yiaffenf unkt ionen verwendet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. '

Aus der US-PS 2 410 116 ist eine Vorrichtung an einer Kanone bekannt, bei der mit dem Rohr der Kolben eines Pumpzylihders gekoppelt ist. Beim Rohrrücklauf drückt dieser Kolben Hydraulikfluid in einen Speicherzylinder mit einem fliegenden Kolben, auf dessen anderer Seite ein Gasvolumen eingeschlossen ist, das demgemäß als pneumatischer Federspeicher wirkt. Die so gespeicherte Energie steht mithin zur Betätigung einer Reihe von Waffenfunktionen zur Verfügung, so für das Ent- und Verriegeln des Verschlusses, die Betätigung des Auswerfers und eines Ansetzers.

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Bei der bekannten Vorrichtung wird die Energie während des Rohrrücklaufs entnommen/ was aus bestimmten Gründen unerwünscht ist; es wäre bevorzugt, die gesamte Rückstoßenergie während des Rohrrücklaufs zu speichern und erst beim Vorlau: des Rohrs in die Abfeuerungsstellung den überschüssigen Tei] abzüweigen oder aber in Wärme umzusetzen. Da bei hydropneumatischen Rohrbrems- und Vorholsystemen ja bereits ein Speicher zur Verfügung steht, sollte man aus Raum- und Kosten- , gründen keinen zusätzlichen Speicher vorsehen müssen. Dann besteht allerdings das Problem, das dem Vorholer bei der Energieentnahme mitentnommene Hydraulikfluid wieder zuzuführen. Darüber hinaus darf natürlich nur soviel Energie abgezweigt werden, daß der normale Vorholvorgang keinesfalls beeinträchtigt wird.

Mit dem Vorschlag der Erfindung sollen diese Probleme gelöst werden. Hierzu wird ein Verfahren zur Entnahme eines Teils der Rückstoßenergie einer Kanone aus dem hydropneumai· tischen Rohrbrems- und Vorholersystem mit einem Hydraulikzylinder, dessen Kolben" mit dem Waffenrohr verbunden ist, und einem Speicherzylinder, dessen Gasvolumen die Röhrrückstoßenergie speichert und in Form von Hydraulikmediumdruck bei der Abgabe verzweigt vorgeschl^en, das gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß das zurückgelaufene Waffenrohr einer Anfangsbeschleunigung unterworfen wird, daß während einer- nachfolgenden Zwischenphase, in der sich das Rohr weiterbewegt, dem Speicherzylinder Energie entnommen und in Form von Hydraulikdruck gespeichert wird, und daß in einer Endphase die noch im Speicherzylinder gespeicherte Energie wiederum voll für den Vorholvorgang ausgenutzt wird. Wenn dabei der übergang in Abhängigkeit von dem seinerseits von der Vorlaufgeschwindigkeit abhängenden Hydraulikmediumdruck gesteuert wird, sq^ird sichergestellt, daß in jedem Falle das Rohr den vollen Vorlaufweg zurücklegt,- .. , ·

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Nachstehend v/erden Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen beschrieben, mit denen das erfindungsgeraäße Verfahren verwirklicht werden kann. Dabei wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt halbschematisch eine einfache Ausführungsform, und

Fig. 2 und 3 zeigen zwei Phasen der Rohrvorholbewegung bei einer Ausführungsform bei der bestimmte zusätzliche Maßnahmen getroffen worden sind.

Fig. 1 stellt im Längsschnitt und halbschematisch den hydropneumatischen Abschnitt eines Rohrbrems- und Vorholsystems dar, wobei die Teile im Längsschnitt gezeigt sind.

Der Hydraulikzylinder IO weist eine mit Hydraulikmedium gefüllte .Kaituner 12 auf, die am einen Ende durch einen Kolben 14, am anderen durch ein Tellerventil 16 mit Drosselöffnungen 18 verschlossen ist. Das Tellerventil liegt unter dem Druck einer Feder" 19 am Ventilsitz an. Der Kolben 14 ist über seine Kolbenstange 20 mit dem Rohr 21 gekoppelt.

Der Raum 22 hinter den Tellerventil koromuniziert rait einer Kammer 24 vo"r einem fliegenden Kolben 26 in einem hydro-pneumatischen Zylinder 28, dessen Speicherraum 30 gasgefüllt ist.

Infolge Äbfeuerun-g eines Schusses läuft das. Rohr zurück unu nimmt dabei den Kolben 14 in Richtung auf das Tellerventil (also in der Zeichnung nach rechts) mit. Das Tellerventil hebt ab, und das Hydraulikfluid strömt praktisch ungedrosseit in die Kairmer 24, so daß der fliegende Kolben 26 nach links verschoben wird und die Energie speichert, indem die Gasfeder im Speicherraum 30 koapri-

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miert wird. Am Ende des Rücklaufweges beginnt der Vorlauf des Rohres. Das Tellerventil schließt, und das durch die Drosselöffnungen 13 strömende Fluid drückt den Kolben 14 zurück, so daß die Vorholbewegung des Rohres eingeleitet wird. Sobald die Geschwindigkeit der Vorholbewegung zunimmt, vergrößert sich der Druckabfall über den Drosselöffnungen 18; erst bei Stillstand des Rohres in der Abfeuerungsposition herrscht berlseits der Drosselöffnungen bzw. des Tellerventils 16 gleicher Druck. Insoweit ist die Vorrichtung be- > kannt.

Gemäß der Erfindung erfolgt nun die Energieabzweigung während der erwähnten mittleren Phase der Vorholbewegung, und zwar unter Steuerung durch die Druckdifferenz. Die Kammern 12 und 22 sind jeweils über eine Leitung 32 bzw. 34 rait den Zylinderräumen 36 bzw. 38 vor und hinter einem Betätigungskolben 40 in einem Arbeitszylinder 42 verbunden. Die Kolbenfläche 44 ist größer als die um den Querschnitt der Kolbensta.i \·^ 46 verminderte Kolbenfläche.48. 3ei Druckgleichgewicht in beiden Zylinderräumen befindet sich der Kolben 40 folglich in der dargestellten Position. . '. ,

. Sobald während der Vorholbewegung das Verhältnis der Drücke foeidseits des Tellerventils größer wird als das Verhältnis der " Kolbenflächen 48 und 44 zueinander, wird der Kolben in den Zylinderraum 36 hineinbewegt, und das in dieser Kammer enthaltene Fluid strömt über ein Rückschlagventil 5O in die Kammer 12 des Zylinders .10. Dabei setzt das Rohr seine Vorlaufbev/egungfort.

Sobald der Kolben 40 irgendeinen Arbeitsgang durchführen soll, beispielsweise einen Ansetzer betätigen soll, werden die '';·■■* Zylinderräume 35 und 38 mittels eines Ventils 52 kurzgeschlossen,. so daß sich der Kolben unter der Wirkung des Restdrucks in dem .ll·. Speicherraum 33 jetzt in .Richtung des Zylinlerraums 33 in Bewegung setzt. . . . ι ■

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Die Kolbenstange 46 kann beispielsweise einen Geschoßansetzer antreiben oder irgendwelche anderen, im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht wesentliche Funktionen erfüllen.

Das Ausführungsbeispial nach Figuren 2 und 3 unterscheidet sich in mehreren Punkten von der Ausführung nach Pig. I. Soweit die einzelnen Elemente einander entsprechen, werden dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1.

Man erkennt wiederum den Hydraulikzylinder 10 mit der fluidgefüllten Kammer 12 und den Kolben 14, dessen Kolbenstange 20 mit dem Rohr gekoppelt ist. Fig. 2 zeigt die Stellung des Kolbens 14 kurz nach Beginn der Vorholphase, Fig. 3 die Position kurz vor deren Ende. Während des Rohrrücklaufs war der Kolben von dem Rohr nach rechts mitgenommen worden und hatte das Hydraulikmedium über das Tellerventil 16', das hier in den Speicherzylinder 23 verlegt ist, unter Verschiebung des fliegenden Kolbens 26 nach links in die Kammer 24 gefördert.

Der Vorholvorgang läuft ähnlich ab wie beim Ausführungsr beispiel nach Fig. 1. Zunächst schließt das Tellerventil 16· unter der Wirkung der Feder 19. Für das Nachströraen des Fluids verbleiben die konstanten Querschnitt aufweisenden Drosselöffnungen 18 sowie ein Blendenspalt 60 zwischen einem feststehenden Dorn 62 und einer Steuerhülse 64. Die Steuerhülse kann'entgegen der Wirkung einer Feder 66 nach rechts im Sinne einer Verengung des B^lendenspalts verschoben werden. Der Sinn dieser Anordnungist, die unterschiedlichen Drosselungsverhältnisse, die je nach Ladung und Rohrerhöhung vorliegen müssen, sich selbsttätig einstellen zu lassen. Zu diesem Zweck wird die Feder 66 so vorge-.

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spannt, daß erst ab einer bestimmten Druckdifferenz über den Tellerventil 16 diese ausreicht, die Hülse zu verschieben, und diese Druckdifferenz wiederum wird erst bei überschreitejn einer gewissen Geschwindigkeit durch das Rohr erreicht. Bei Verengung des Blendenspalts erfolgt stärkere Drosselung und damit stärkere Bremsung.

Bei weiterem Vorlauf stößt der fliegende Kolben 26 auf , die ihm zugekehrte Stirnseite der Hülse 64 und verschiebt diese unter vollständigem oder nahezu vollstandig&n Verschließen des Blendenspalts nach rechts. Das Rohr und mit ihm der Kolben 14 bewegen sich aufgrund der Massenträgheit weiter; da aber durch die Drosselöffnungen 18 nicht mehr genug Fluid nachströmen kann, wird dieses der Kammer 36 eines Arbeitszylinders 42 entnommen, der hier integrierter Bastandteil des Brems- und Volholsystems ist. Der Zylinderraum 38 wird über eine Zuleitung 34 mit einem Rückschlagventil 68 gefüllt? die Zuleitung 32 ist zu Bohrungen 32' des Arbeitszylinders 42 reduziert.

Der Arbeitszylinder weist eine weitere Kammer 70 auf, die als Saugraum bezeichnet wird und die sich über ein Rückschlagventil 72 in einer Leitung 74 während der nunraehr einssetzenden Verschiebebewegung des Arbeitskolbens 40 nach links entleert. Schließlich ergibt sich die in Fig. 3 gezeigte Stellung. ,

Kurz vor Beendigung der Vorholbewegung stößt ein in Wirkverbindung mit dem Rohr stehender Steuerkopf 30 gegen den einen Betatigungsstößel 82 des Ventils 52,. das hier an der Stirnseite des Arbeitszylinders 42 eingebaut ist, so daß der Zylinderraum -, 38 über eine Leitung 34 mit dem Betdtigungszylinder 36 bei- ■ spielsweise eines Ansetzerantriebs verbunden wird. Daraufhin

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'kann der Arbeitskolben sich wieder nach rechts bewegen, und der Betätigungskolben 38 wird entgegen der Wirkung der Feder 90 verschoben. Sobald der Arbeitskolben auf den anderen Betätigungsstößel 92 des Ventils 52 aufläuft, wird der Zylinderraum des Setätigungszylinders 36 über eine Leitung 94 mit
dem Saugraum 70 verbunden; der in ihr entstandene Unterdruck unterstützt die Rückbewegung des 3etätigungskolbens 38, der außerdem noch unter der Wirkung der Feder 90 steht.

Eine Dichtung 96 sorgt dafür, daß der Kydraulikk^reislauf rechts von dieser Dichtung (Saugraum 70, Leitungen 84, 94 und Betätigungszylinder 86) in der Ruhestellung des Betätigungskolbens 83 drucklos ist. Dieser Kreislauf kann mithin an ein Reservoir 98 zum Ausgleich von Leckverlusten angeschlossen werden, über das auch eine Entlüftung erfolgen
kann. Ein solches Reservoir ist strichpunktiert in Fig. 2
angedeutet. Ebenfalls gestrichelt ist eine manuell bstätigbare unterbrechung 100 für die Leitung 34 angedeutet, die
dazu dienen kann, den Arbeitszylinder abzuschalten. Es versteht sich, daß eine Zwangssteuerung für das Ventil 52 auch - wie in Fig. 1 - durch eine manuelle Steuerung ersetzt werljive könnte oder die Steuerung durch andere Eleraente der :iaffe
eingeleitet werden könnte.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Entnahme eines Teils

er Rückstoßenergie einer Kanone aus den hydropneumtischen Rohrbrems- und Vorholersystem mit einem Hydraulikzylinder, dessen Kolben mit dem Waffenrohr verbunden ist, und einem Speicherzylinder, dessen Gasvolumen die Rohrrückstoßenergie speichert und in Form von Hydraulikmediumdruck bei der Abgabe verzweigt, dadurch gekennzeichnet, daß das zurückgelaufene Waffenrohr einar Anfangsbeschleunigung unterworfen wird, daß während einer nachfolgenden Zwischenphase, in der sich das Rohr weiterbewegt, dein Speie her zylinder Energie entnommen und in Form von Hydraulikdruck gespeichert wird, und daß in einer Endphase die noch im Speicherzylinder gespeicherte Energie wiederum voll für den Vorholvorgang ausgenutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der übergang in Abhängigkeit von dem seinerseits von der Vorlaufgeschwindigkeit abhängenden Hydraulilcmediumdruck gesteuert wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hilfsspeicher in Form eines Arbeitszylinders (42) mit einem Arbeitskolben (40), der bei dem Einspexcherungsvorgang einer Druckdifferenz ausgesetzt ist, welche ihn in Richtung der größeren Kolbenfläche (44) verschiebt, und durch Anschluß der Zylinderräume (36, 38) beidseits des Arbeitskolbens an den im Hydraulikmedium des Hydraulikzylinders (10) herrschenden Druck in der Abfeuerungsposition des Rohres.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (32, 34) zu den Ärbeitszylinderräumen beidseits von Drosselöffnungen (18) angeschlossen sind, die von dem Hydraulikmedium beim Rohryorholen durchströmt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Ventil (52) zum Kurzschließen der Zuleitungen zwecks Energieabgabe durch den Arbeitskolben.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder mit dem Speicherzylinder baulich vereinigt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder koaxial mit dem' Speicherzylinder angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3_r dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder eine dritte Kammer aufweist, die als Pumpandruck- bzw. Saugraum eines Betätigungszylinders angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkreislauf des Betätigungszylinders von dem Hydraulikkreislauf des Brems- und Vorholsysterns abschaltbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daßin.der Abfeuerungsstellung die kreisläufe durch eine mit dem Arbeitskolben zusammenwirkende Dichtungsanordnung getrennt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungszylinder-Kreislauf an ein Ausgleichsreservoir angeschlossen ist. * ·

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