DE3612098C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschlußpuffer für eine automatische Feuerwaffe mit einem Puffergehäuse enthaltend:

• - einen Pufferraum, der mit einer kompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist und in dem ein Pufferkolben axial verschiebbar angeordnet ist,
• - einen mit dem Pufferraum verbundenen Ausgleichs­ raum, in welchem ein unter Druck stehendes, ver­ schiebbares Ausgleichsorgan angeordnet ist,
• - Dämpfungselemente zum Dämpfen des Verschlußpuffers, wobei aufgrund des Ausgleichsorgans der Druck der kompressiblen Flüssigkeit in dem Pufferraum einstellbar ist.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Verschlußpuffer dieser Art (CH-PS 5 82 342) ermöglicht eine einstell­ bare Nadel einer Drossel, den Durchlaßquerschnitt vom Pufferraum zum Ausgleichsraum zu vergrößern oder zu ver­ kleinern. Eine Feder weist dieser Verschlußpuffer jedoch an keiner Stelle auf.

Es ist ferner ein Waffenrückstoßdämpfer bekannt (US-PS 37 83 738), dessen konstruktive Details jedoch nicht ohne weiteres auf einen gattungsgemäßen Verschlußpuffer übertragen werden dürfen.

Schließlich ist ein Verschlußpuffer bekannt (EP 01 30 355), der einen verschiebbaren Kolben im Pufferraum aufweist. Es weist ferner der Ausgleichsraum einen ver­ schiebbaren Kolben auf, der durch ein Rückschlagventil vom Pufferraum abgetrennt ist. Ein Dämpfungselement in Form einer Feder ist jedoch nicht vorhanden.

Die Aufgabe, welche mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, besteht in der Schaffung eines Verschluß­ puffers, der ein Ansteigen der Kadenz bei längerem Serie­ feuer wirksam verhindern kann, der eine möglichst große Hysterese besitzt und in der Lage ist, viel kinetische Energie in Reibungsenergie umzuwandeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzliche, zumindest eine Feder aufweisende Dämpfungs­ elemente zur Umwandlung der kinetischen Energie des Ver­ schlußpuffers in Reibungsenergie angeordnet sind.

Verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verschlußpuffers sind im folgenden anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verschlußpuf­ fers im Längsschnitt, gemäß einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel mit hydraulischer Dämpfung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Verschlußpuf­ fers im Längsschnitt, gemäß einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel mit mechanischer Dämpfung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Verschlußpuffer gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit einem Ringfederpaket im Pufferraum,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Verschlußpuffer gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel mit einem federnd gelagerten Pufferraum und

Fig. 5 einen Längsschitt durch einen Verschlußpuffer gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel mit einem Ringfederpaket zur Lagerung des Pufferraumes.

Fig. 6-8 Druck-Weg-Diagramme.

Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 befinden sich in einem Gehäuse 10 der Verschlußpuffer, eine Puf­ ferkammer 11 und eine Ausgleichskammer 12, die auch als Pufferraum 11 und Ausgleichsraum 12 bezeichnet werden können. Im Pufferraum 11 ist ein Pufferkolben 13 mit ei­ ner Pufferstange 14 verschiebbar geführt und im Aus­ gleichsraum 12 ist ein Ausgleichskolben 15 mit einer Kolbenstange 16 verschiebbar geführt. Eine Feder 17, welche sich einerseits am Gehäuse 10 und andererseits am Ausgleichskolben 15 abstützt, hat das Bestreben, auf ei­ ne im Augleichsraum 12 befindliche kompressible Flüs­ sigkeit einen Druck auszuüben. Die Pufferstange 14 ragt aus dem Puffergehäuse 10 heraus und dient zum elasti­ schen Auffangen des zurücklaufenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Verschlusses einer automatischen Feuerwaffe. In der Pufferkammer 11 befindet sich eben­ falls eine kompressible Flüssigkeit, welche über zwei Leitungen 18 und 19 mit der Ausgleichskammer 12 verbun­ den ist. In der Leitung 18 ist ein Rückschlagventil 20 vorhanden, das sich nur gegen den Pufferraum 11 öffnen läßt, d. h. die Flüssigkeit kann nur aus dem Ausgleichs­ raum 12 in den Pufferraum 11 fließen und nicht umge­ kehrt. In der Leitung 19 ist hingegen ein Überdruckven­ til 21 vorhanden, das sich nur gegen den Ausgleichsraum 12 öffnen läßt, d. h. falls der Druck in der Pufferkam­ mer 11 zu groß oder wesentlich größer als im Aus­ gleichsraum 12 ist, kann Flüssigkeit aus dem Pufferraum 11 in den Ausgleichsraum 12 fließen. Das Überdruckven­ til 21 ist einstellbar, um die Kadenz der Feuerwaffe einstellen zu können. Das Gehäuse 10 ist starr in der nicht dargestellten Feuerwaffe befestigt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel des Verschlußpuf­ fers gemäß Fig. 2 ist ebenfalls im Gehäuse 10 die Puf­ ferkammer 11 und die Ausgleichskammer 12 vorhanden. In der Pufferkammer 11 befindet sich auch ein Pufferkolben 13, mit einer Kolbenstange 14 und in der Ausgleichskam­ mer 12 befindet sich auch ein Ausgleichskolben 15, mit einer Kolbenstange 16, die von der Feder 17 umgeben ist. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind jedoch die beiden Kammern 11 und 12 nur durch eine ein­ zige Leitung 18 mit einem Rückschlagventil 20 verbunden, das sich nur gegen den Pufferraum 11 öffnen läßt. Die zweite Leitung mit dem Überdruckventil ist nicht vorge­ sehen. Im Gehäuse 10 befindet sich jedoch im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel noch ein Ringfederpaket 22, das sich einerseits am Gehäuse 10 abstützt und ande­ rerseits am Kopf 23 einer Kolbenstange 24, welche über einen Bolzen 25 am nicht dargestellten Waffengehäuse ei­ ner Feuerwaffe befestigt ist. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist somit das Gehäuse 10 des Ver­ schlußpuffers verschiebbar im Waffengehäuse befestigt. Vorzugsweise sind zu beiden Seiten des Pufferkolbens 13 je ein Ringfederpaket 22 im Gehäuse 10 angeordnet, das sich einerseits am Gehäuse 10 abstützt und andererseits am Kopf 23 der Kolbenstange 24, welche über einen Bolzen 25 am nicht dargestellten Waffengehäuse befestigt ist, um Biegemomente auf die Kolbenstange 24 zu vermeiden.

Beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist das Gehäuse 10 analog wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, starr im Waffengehäuse befestigt. Die Aus­ gleichskammer 12 ist ebenfalls gleich wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, hingegen unterscheidet sich die Pufferkammer 11 von den bisher beschriebenen Ausführungsformen. Im Pufferraum 11 befinden sich vier Ringfederpakete 26-29. Jedes dieser vier Ringfederpakete 26-29 besteht aus drei Ringen, nämlich einem mittleren Außenring 30 und zwei Innenringen 31 und 32. Diese vier Ringfederpakete 26-29 sind parallel und nicht in Serie angeordnet, das bedeutet, daß sich von jedem Ringfeder­ paket 26-29 das obere Ende, nämlich der Ring 32, auf ei­ ner verschiebbaren Hülse 33 abstützt und daß sich das untere Ende von jedem Ringfederpaket 26-29, nämlich der Ring 31 auf dem Gehäuse 10 abstützt. Beim untersten Ringfederpaket 29 stützt sich der Ring 31 direkt am Bo­ den 34 der Pufferkammer 11 ab. Beim zweituntersten Ring­ federpaket 28 stützt sich der untere Ring 31 über ein erstes Distanzstück 35 auf dem Boden 34 der Pufferkammer 11 ab. Beim dritten Federpaket 27 stützt sich der untere Ring 31 über zwei Distanzstücke 35 auf dem Boden 34 der Pufferkammer 11 ab. Beim vierten Federpaket 26 schließ­ lich, stützt sich der untere Ring 31 über drei Distanz­ stücke 35, die alle gleich ausgebildet sind, auf dem Bo­ den 34 der Pufferkammer 11 ab. Ebenso stützt sich vom vierten Federpaket 26 der obere Ring 32 direkt auf einer Schulter 36 der Hülse 33 ab. Beim dritten Federpaket 27 stützt sich der obere Ring 32 über ein Distanzstück 38 auf einer anderen Schulter 37 der Hülse 33 ab. Ebenso stützt sich beim zweiten Federpaket 28 der obere Ring 32 über zwei Distanzstücke 38 an der anderen Schulter 37 der Hülse 33 ab. Schließlich stützt sich das erste bzw. unterste Ringfederpaket 29 mit seinem oberen Ring 32 über drei Distanzstücke 38 an der anderen Schulter 37 der Hülse 33 ab. Der Pufferkolben 13 ist verschiebbar in einer Büchse 39 geführt, die in das Gehäuse 10 mit Hilfe eines Gewindes 40 eingeschraubt ist. Der Hub des Puffer­ kolbens 13 ist nach unten durch eine Stirnfläche 41 der Hülse 33 begrenzt, auf welche der Pufferkolben mit sei­ ner Stirnfläche 42 aufprallt, sobald der Verschluß mit unerwünscht großer kinetischer Energie auf die Kolben­ stange 14 des Pufferkolbens 13 auftrifft. Dabei wird die Hülse 33 entgegen der Kraft der vier Ringfederpakete 26- 29 gegen den Boden 34 der Pufferkammer 11 gedrückt. We­ gen der beschriebenen Parallelschaltung der vier Ringfe­ derpakete 26-29 ist der Hub a der Hülse 33 verhältnis­ mäßig klein. Der Vorlauf des Pufferkolbens 13 wird durch ein weiteres Ringfederpaket 43 begrenzt, das sich in einem Deckel 44 befindet, der auf die Büchse 39 auf­ geschraubt ist. Dieses weitere Ringfederpaket 43 ist bei derartigen Verschlußpuffern üblich und wird daher, weil nicht zum Erfindungsgegenstand gehörend, hier nicht nä­ her beschrieben. Die Kammern 11 und 12 sind auch hier, wie in Fig. 1 und 2 über eine Leitung und ein Rückschlag­ ventil miteinander verbunden.

Auch beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist das Gehäuse 10 analog wie beim ersten Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 1 starr im Waffengehäuse befestigt. Die Ausgleichskammer 12 ist gleich wie beim dritten Ausfüh­ rungsbeispiel. Hingegen unterscheidet sich der Puffer­ raum 11 wesentlich von dem anhand der Fig. 3 beschriebe­ nen Ausführungsform. Im Gehäuse 10 ist ein unten ge­ schlossener zylindrischer Behälter 45 verschiebbar gela­ gert, und stützt sich über ein Tellerfederpaket 46 auf einen Deckel 47 ab, der in das Gehäuse 10 mit Hilfe ei­ nes Gewindes 48 eingeschraubt ist. Aus dem Behälter 45 kann die kompressible Flüssigkeit über Bohrungen 49 in eine Ringkammer 50 gelangen. Die Ringkammer 50 ist über eine nicht dargestellte Leitung mit der Ausgleichskammer 12 verbunden. Diese Leitung ist, wie in Fig. 1 und 2 dar­ gestellt, mit einem Rückschlagventil versehen, das sich nur gegen die Pufferkammer 11 öffnet. Damit keine Flüs­ sigkeit aus der Ringkammer 50 entweichen kann, sind oberhalb und unterhalb dieser Kammer 50 Dichtungsringe 51 vorhanden. Im zylindrischen Behälter 45 ist der Puf­ ferkolben 13 verschiebbar geführt. Der Hub des Puffer­ kolbens 13 ist nach unten durch keinen Anschlag und nach oben wiederum durch das Ringfederpaket 43 begrenzt, das sich im Deckel 44 befindet, der auf den zylindrischen Behälter 45 aufgeschraubt ist. Die einzelnen Teller des Tellerfederpaketes 46 sind mit ihrer konkaven Seite alle auf dieselbe Seite gerichtet, wodurch sich ein kleiner Hub und eine große Federkraft ergeben.

Das fünfte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verschlußpuffers, gemäß Fig. 5, unterscheidet sich vom vierten Ausführungsbeispiel, gemäß Fig. 4, im wesentli­ chen nur dadurch, daß statt des einen Tellerfederpake­ tes 46 zwei zueinander parallel angeordnete Ringfederpa­ kete 52 und 53 vorhanden sind. Die Anordnung dieser bei­ den Ringfederpakete 52 und 53 ist vergleichbar mit der Anordnung von vier Ringfederpaketen 26-29 in Fig. 3. Beim oberen Ringfederpaket 52 stützt sich ein oberer Ring 54 auf eine Schulter 56 des Behälters 45 und ein unterer Ring 55 stützt sich über ein Distanzstück 57 auf die in­ nere Bodenfläche des Deckels 47. Beim unteren Ringfeder­ paket 53 stützt sich der obere Ring 54 über ein Distanz­ stück 58 an einer Schulter 59 des Behälters 45 und der untere Ring 55 stützt sich direkt auf die innere Boden­ fläche des Deckels 47 ab. Die übrigen Teile des Ver­ schlußpuffers sind genau gleich, wie beim vierten Aus­ führungsbeispiel und daher hier nicht näher beschrieben.

Obwohl der Aufbau der fünf verschiedenen Ausführungsbei­ spiele des erfindungsgemäßen Verschlußpuffers sich in verschiedenen Merkmalen unterscheidet, ist die Wirkungs­ weise bei allen gleich. Es soll daher die Wirkungsweise aller Ausführungsbeispiele gemeinsam beschrieben werden. Diese Wirkungsweise ist wie folgt:

Der nicht dargestellte Verschluß prallt bei einem Se­ riefeuer nach jedem Schuß bei seinem Rücklauf gegen die Kolbenstange 14 des Pufferkolbens 13. Da die kinetische Energie, welche der Verschluß beim Aufprall auf den Puffer besitzt, zu Beginn des Serienfeuers kleiner ist als am Schluß, wächst auch die Kadenz während des Serie­ feuers, denn bei wachsender kinetischer Energie bewegt sich der Verschluß schneller vor und zurück. Beim Auf­ prall des nicht dargestellten Verschlusses auf die Kol­ benstange 14 des Pufferkolbens 13 verschiebt sich dieser - in Fig. 1-5 nach unten - und komprimiert die in der Pufferkammer 11 enthaltende Flüssigkeit. Entweder wird ein Teil der Flüssigkeit durch das Überdruckventil 21 (Fig. 1) aus der Pufferkammer 11 in die Ausgleichskammer 12 fließen oder, falls kein Überdruckventil 21 vorhan­ den ist (Fig. 2-5), wird die Flüssigkeit nur komprimiert. Je nach der Einstellung des Überdruckventiles 21 wird ein Druckausgleich in den beiden Kammern 11 und 12 mehr oder weniger schnell stattfinden. Ähnlich verhalten sich die in Fig. 2-5 dargestellten Ausführungsbeispiele des Verschlußpuffers. Durch nicht dargestellte Mittel las­ sen sich die Ringfederpakete 22 (Fig. 2); 26-29 (Fig. 3); 46 (Fig. 4) und 52-53 (Fig. 5) mehr oder weniger stark vorspannen.

Es lassen sich nun verschiedene Fälle unterscheiden:

• a) Die Vorspannung ist klein und die Ringfederpakete werden bei jedem Aufprall des Verschlusses auf den Puffer komprimiert. Trifft der Verschluß mit wenig kinetischer Energie auf den Puffer auf, wird weniger Energie in Wärme umgewandelt, bei wachsender Erwär­ mung der Waffe wird mehr Energie umgewandelt und da­ durch ein Ansteigen der Kadenz verhindert.
• b) Die Vorspannung ist groß und die Ringfederpakete werden nur komprimiert, wenn die kinetische Energie des Verschlusses einen Grenzwert überschreitet, d. h. sobald die Kadenz einen zulässigen Grenzwert über­ schreiten will, wird dies mit Hilfe der Reibung in den Ringfederpaketen verhindert.
• c) Die Federung durch die kompressible Flüssigkeit und die Federung durch die Ringfederpakete sind so auf­ einander abgestimmt, daß der Verschluß zuerst gegen die Kolbenstange 14 stößt und diese soweit zurück­ schiebt, daß er anschließend auf das Puffergehäuse 10 oder auf den Deckel 44 aufprallt. Die Kompression der Ringfeder erfolgt erst beim Aufprall des Ver­ schlusses auf das Gehäuse 10 oder den Deckel 44.

Das unterschiedliche Verhalten der verschiedenen Aus­ führungsbeispiele wird aus den Druck-Weg-Diagrammen ge­ mäß Fig. 6-8 deutlich. p = Druck - f = Weg.

Das in Fig. 6 dargestellte Druck-Weg-Diagramm entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Beim Auf­ prall des Verschlusses auf den Kolben 13 wird der Flüs­ sigkeitsdruck vom Wert p _v auf den Wert p _m ansteigen und der Kolben wird sich um den Weg f _n verschieben. So­ bald der Druck p _m erreicht ist, öffnet sich das Über­ druckventil 21, der Druck p _m bleibt konstant und der Kolben kann sich um den Weg f _m verschieben. Bei kleiner kinetischer Energie, d. h. wenn das Überdruckventil 21 nicht anspricht, ist die Hysterese ABCD klein. Bei gros­ ser kinetischer Energie, d. h. wenn der Verschluß mit voller Kraft aufprallt und das Überdruckventil an­ spricht, ist die Hysterese ABEFG wesentlich größer und mehr Energie wird in Wärme umgewandelt.

Das in Fig. 7 dargestellte Druck-Weg-Diagramm entspricht dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2. Beim Auf­ prall des Verschlusses auf den Kolben 13 wird der Flüs­ sigkeitsdruck vom Wert p _v den Wert p _n ansteigen und der Kolben 13 wird sich um den Weg f _n verschieben. Sobald der Verschluß auch das Gehäuse 10 des Puffers ver­ schiebt, wird der Druck auf den Wert p _m ansteigen, wobei das Ringfederpaket 22 komprimiert wird. Kolben 13 und Gehäuse 10 verschieben sich um den Weg f _m . Da das Ring­ federpaket 22 relativ lang ist, ergibt sich bei großem Weg f _m ein kleiner Druckanstieg auf p _m , d. h. der Druck bleibt wie beim ersten Ausführungsbeispiel annähernd konstant. Bei kleiner kinetischer Energie, d. h. wenn die Ringfedern 22 nicht komprimiert werden, ist die Hystere­ se ABCD klein. Wenn jedoch die Ringfedern 22 ansprechen, ist die Hysterese ABEFG wesentlich größer, wegen der Reibung im Ringfederpaket 22.

Das in Fig. 8 dargestellte Druck-Weg-Diagramm entspricht dem dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispiel ge­ mäß Fig. 3, 4 und 5. Beim Aufprall des Verschlusses auf den Kolben 13 wird der Flüssigkeitsdruck wieder vom Wert p _v auf den Wert p _n ansteigen und der Kolben 13 wird sich um den Weg f _n verschieben. Sobald ein Aufprall des Ver­ schlusses auf den Deckel 44 erfolgt (Fig. 4 und 5) oder der Kolben 13 auf die Hülse 33 prallt (Fig. 3), werden die Federpakete 26-29 (Fig. 3), bzw. 46 (Fig. 4) oder 52-53 (Fig. 5) komprimiert und die Kraft steigt steil auf den Wert p _m an. Der Verschiebungsweg ist jedoch nicht wesentlich größer, d. h. f _n und f _m ist fast gleich groß.

Auch hier gilt: Bei kleiner kinetischer Energie, d. h. wenn die Ringfedern nicht komprimiert werden, ist die Hysterese ABCD klein. Wenn jedoch die Ringfedern kompri­ miert werden, wächst die Hysterese ABEFG auf einen we­ sentlich höheren Wert.

Claims (8)

1. Verschlußpuffer für eine automatische Feuerwaffe, mit einem Puffergehäuse (10) enthaltend:

• - einen Pufferraum (11), der mit einer kompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist und in dem ein Pufferkolben (13) axial verschieblich angeordnet ist,
• - einen mit dem Pufferraum (11) verbundenen Ausgleichs­ raum (12), in welchem ein unter Druck stehendes, verschiebbares Ausgleichsorgan (15) angeordnet ist,
• - Dämpfungselemente zum Dämpfen des Verschlußpuffers, wobei aufgrund des Ausgleichsorgans (15) der Druck der kompressiblen Flüssigkeit in dem Pufferraum (11) einstellbar ist,
• - zusätzliche, zumindest eine Feder (21) aufweisende Dämpfungselemente (22; 26-29; 46; 52-53) zur Umwand­ lung der kinetischen Energie des Verschlußpuffers in Reibungsenergie.

2. Verschlußpuffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Dämpfungselement ein hydraulisches Überdruckventil (21) aufweist, das in einer Leitung (19) zwischen Pufferraum (11) und Ausgleichsraum (12) angeordnet ist und drosselnd wirkt (Fig. 1).

3. Verschlußpuffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Dämpfungselement ein Ringfeder­ paket (22) aufweist, das zwischen dem Puffergehäuse (10) und einem Bolzen (25) der automatischen Feuerwaffe angeordnet ist (Fig. 2).

4. Verschlußpuffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Dämpfungselement ein Ringfederpaket (26-29) aufweist, das sich im Innern des Pufferraumes (11) befindet und durch den Pufferkolben (13) komprimier­ bar ist (Fig. 3).

5. Verschlußpuffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Pufferraum (11) in einem separaten, im Puffergehäuse (10) verschiebbaren Behälter (45) befin­ det, und daß das zusätzliche Dämpfungselement ein Federpaket (46; 52-53) aufweist, das zwischen dem Be­ hälter (45) und dem Puffergehäuse (10) angeordnet ist (Fig. 4 und 5).

6. Verschlußpuffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringfederpaket (26-29) aus vier separaten, parallel zueinander angeordneten Ringfederpaketen besteht, von denen sich jedes einerseits am Boden (34) des Pufferraumes (11) und andererseits an einer ver­ schiebbaren Hülse (33) abstützt (Fig. 3).

7. Verschlußpuffer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federpaket (46) aus einer Anzahl Tellerfedern besteht, die alle mit ihrer konkaven Seite auf die selbe Richtung angeordnet sind (Fig. 4).

8. Verschlußpuffer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federpaket (52-53) aus zwei separaten, parallel zueinander angeordneten Ringfederpaketen besteht, von denen sich jedes einerseits an einem Deckel (47) des Puffergehäuses (10) und andererseits am Behälter (45) abstützt (Fig. 5).