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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Keilverschluß für großkalibrige Waffen mit einem Verschlußkeil,
der quer zum hinteren Bereich des Geschützrohres seitlich
verschiebbar und in einer hierfür vorgesehenen Nut im
Verschlußstück des Geschützes angeordnet ist, das seinerseits
mit dem Geschützrohr fest verbunden ist. Der in Frage
kommende Geschützverschluß ist auf herkömmliche Art und Weise
aus einer ersten Ladestellung, in der er die hintere
Ladeöf fnung des Geschützrohres völlig offen läßt, in eine
zweite Stellung bewegbar, in der er die Ladeöffnung
vollständig verschließt. Durch eine spezielle Konstruktion des
Geschützverschlusses ist es möglich geworden, ihn in der
geschlossenen Stellung so gasdicht zu machen, daß er auch
für mantellose Munition und Munition mit verbrennbarer
Ummantelung verwendet werden kann.
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Speziell sind bei großkalibrigen Artilleriewaffen, wie
beispielsweise Artilleriegeschütze, sind im wesentlichen
nur zwei unterschiedliche Verschlußtypen denkbar. Der erste
und am weitgehendsten verwendete, aber gleichzeitig auch
kostspieligste und schwierig herstellbare, ist der
sogenannte Schraubenverschluß, bei dem die Ladeöffnung des
Geschützrohres verschlossen wird mit Hilfe eines speziellen
Schlagbodens mit dazugehörigem Futter zur Abdichtung des
Pulverraumes, einem sogenannten Crossly-Futter, das
seinerseits durch die Kammerschraube getragen wird, die wie ein
widerlager funktioniert. Das letztere stellt äußere,
abwechselnd glatte und mit Gewinde versehene Sektoren dar,
die in einen entsprechend ausgelegten und sektorweise mit
Gewinde versehenen Verschlußteil im Verschlußstück des
Geschützes eingesetzt sind, in dem die Kammerschraube dann
durch eine Drehbewegung verriegelt wird, die das
Ineinandergreifen der unterschiedlichen Gewindegänge bewirkt. Der
wichtige, diesem Verschlußtyp innewohnende Vorteil besteht
darin, so gasdicht zu sein, daß er für mantellose Munition
verwendet werden kann, wenn das Geschütz zum Beispiel mit
einem Geschoß und einer oder mehreren getrennten
Treibladungen, sogenannten Beutelladungen, geladen ist, oder
wenn brennbare Ummantelungen verwendet werden und deshalb
auf jeden Ball mit keinem Abdichtungshilfsmittel beim
Abfeuern versehen ist, wie es bei einer durch den Gasdruck
aufgeweiteten Kartuschenhülse vorgesehen ist.
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Der zweite grundlegende Verschlußtyp zum hinteren Schließen
und Abdichten des Geschützrohres ist der sogenannte
verschiebbare Keilverschluß, bei dem ein Verschlußkeil
verwendet wird, der quer zur Ladeöffnung des Geschützrohres in
einer dafür ausgelegten Nut im Verschlußstück des
Geschützes verschiebbar ist, das mit dem Geschützrohr fest
verbunden ist. Selbst wenn der Verschlußkeil mit einem solchen
Bewegungsverlauf versehen werden kann, daß er gegen den
hinteren Teil des Geschützrohres gedrückt wird, wenn er aus
seiner offenen Ladestellung in seine völlig geschlossene
Abfeuerungsstellung verschoben ist, wird dieser
Verschlußtyp in sich nicht ausreichend gasdicht sein, um für eine
andere Munition als ummantelte verwendbar zu sein.
Andererseits funktioniert er sehr gut in Verbindung mit einer
solchen ummantelten Munition, bei der die Kartuschenhülsen als
Abdichtung gegen den inneren Gasdruck verwendet werden
können.
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Der Herstellung von "dichten" Keilverschlüssen ist jedoch
ein beträchtlicher Aufwand an Entwicklungsarbeit gewidmet
worden. In einem von diesen ist eine ringförmige, federnd
nachgiebige Dichtungsplatte aus Metall als Abdichtung
zwischen
dem Geschützrohr und dem Verschlußkeil verwendet
worden. Die hier betrachtete Dichtungsplatte weist einen
eckigen Querschnitt auf und ist mit ihrer einen Flanke der
Außenkante einer ringförmigen Nut zugewandt, die um die
Innenseite des hinteren Teils des Geschützrohres angebracht
ist, während die andere freie Flanke der Dichtungsplatte
dem Verschlußkeil zugewandt ist. Die Abdichtungsfunktion
beruht auf dem Konzept, daß der Gasdruck im Geschützrohr
die freie Flanke der Dichtungsplatte gegen den Verschluß
drücken und sie dagegen abdichten wird. Zur Verwendung von
mantelloser Munition kann die Konstruktion ebenso
ausreichend dicht ausgeführt werden, neigt aber gleichzeitig vor
allem an der federnd nachgiebigen Abdichtungsflanke der
Dichtungsplatte zur Beschädigung, und folglich hat es ein
allgemeines Widerstreben gegeben, diesen Konstruktionstyp
einzuführen, da eine solche Beschädigung an der
Dichtungsplatte ein beträchtliches Ausblasen nach hinten bewirken
kann, was natürlich ein ernsthaftes Risiko für die
Geschützmannschaft darstellen würde.
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In der Patentschrift EP-Al 0 014 559 und ihrem
US-Äquivalent, der Druckschrift US-A-4 308 785, auf deren
Offenbarung der Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1 beruht,
ist außerdem ein zweiteiliger Keilverschluß (der uns vorher
unbekannt war) beschrieben mit einer ersten
Verschließvorrichtung, die quer zur Längsrichtung des Geschützrohres
verschiebbar ist, und einer damit verbundenen
Dichtungsvorrichtung, die ihrerseits verschiebbar ist, sowohl quer zum
Geschützrohr, als auch bei Schließstellung teilweise in
dessen hintere Öffnung hinein, wo sie durch die
Verschließvorrichtung verriegelt wird. Die Gestalt dieses
Teils der Dichtungsvorrichtung, die in den hinteren Bereich
des Geschützrohres eingesetzt wird, ist im Text als Pilz
beschrieben, der mit einer Schaftabdichtung versehen ist,
die um den Kragen des Pilzes angeordnet ist. Das Problem,
das bei dieser Konstruktion direkt vorhergesehen werden
kann, besteht darin, daß die Spannungen an Teilen der
schaftabdichtung extrem hoch sein müssen, selbst wenn der
größere Teil durch den Pilzhut geschützt ist, da Teile
davon direkt in der Schußlinie der Verbrennung der
Treibladung angeordnet sind.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird ein zweiteiliger
Verschlußkeil verwendet, der aus einem konventionell
konstruierten Hauptteil und einem darin gelagerten und beschränkt
beweglichen Anlageteil besteht. Zwischen Anlageteil, der
mit dem Verschlußkeil in Schließstellung die hintere
Ladeöffnung des Geschützrohres völlig bedeckt, und Hauptteil
des Verschlußkeils ist nach der vorliegenden Erfindung eine
elastisch verformbare Zwischenschicht aus einem feuerfesten
Naturkautschuk oder aus synthetischem Kautschuk, zum
Beispiel Nitrilkautschuk, vorgesehen. Der Hauptteil und der
Anlageteil des Verschlußkeils stellen einander
gegenüberstehende konkave und konvexe Grenzflächen dar, zwischen
denen somit die elastisch verformbare Zwischenschicht
angeordnet ist. Diese Grenzflächen sind jeweils durch
unterschiedliche konkave und konvexe Profile gebildet, zum
Beispiel in Form von parabolischen Teilen, die um eine
gemeinsame Achse rotiert worden sind. Die Form dieser Profile muß
im Hinblick auf das Kaliber, den Gasdruck im Geschütz und
die Dicke und physikalischen Eigenschaften der
Zwischenschicht empirisch erprobt werden. Als geeignet hat sich
auch bewährt, daß der Zwischenraum, den die Zwischenschicht
zwischen den beiden Teilen verfügbar hat, etwas in Richtung
des ringförmigen Spaltes erweiternd verlaufen zu lassen,
der um die Außenfläche des der Ladeöffnung des
Geschützrohres zugewandten Anlageteils ausgebildet ist. Beim Abfeuern
des hier betrachteten Geschützes wird die Außenfläche des
Anlageteils durch den Gasdruck beauf schlagt, die
Zwischenschicht zusammengedrückt und ihre einzige Kriechrichtung
liegt dann in Richtung des hinteren Teils des
Geschützrohres um die Ladeöffnung herum. Somit wird dort wegen einer
Erhöhung des Gasdruckes im Geschützrohr ein höherer Druck
in der zwischenschicht erreicht, weil dem Anlageteil ein
Widerlager fur seinen mittleren Bereich in der Verriegelung
fehlt. Folglich wird der Berührungsdruck an der Grenzfläche
zwischen der Zwischenschicht und dem Geschützrohr immer
höher als der Gasdruck sein, was somit die
Abdichtungsfunktion sicherstellt. Mit anderen Worten, je höher der
Gasdruck im Geschütz ist, desto wirksamer wird die Abdichtung
sein. Die zwischenschicht sollte entlang des in Frage
kommenden Spaltes mit Metallringen oder Ringen aus einem
anderen Werkstoff ausgekleidet sein, der sowohl in einer
Richtung zur Ladeöffnung hin, als auch davon weg unnachgiebig
ist, zum Schutz gegen Ausbrennungen hauptsächlich im ersten
Fall, und im zweiten Fall zur Verhinderung des Kriechens
der zwischenschicht zwischen dem Verschluß und dem hinteren
Teil des Geschützrohres.
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Der Werkstoff in der Zwischenschicht muß hart sein, aber
elastisch verformbar, während er andererseits eine nur sehr
leichte natürliche Kompressibilität besitzen sollte.
Außerdem muß er von feuerfester Beschaffenheit sein, weshalb zum
Beispiel Nitrilkautschukwerkstoff ideal sein sollte.
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Zur Erhöhung des Gasdruckes und zum Führen des Anlageteils
im Hauptteil des Verschlußkeils ist der Anlageteil mit
einem zentralen Stift versehen, der sich durch eine
speziell ausgelegte Öffnung in der Zwischenschicht bewegt und in
dem Hauptteil des Verschlußkeils beschränkt verschiebbar
ist. Der Zündmechanismus kann auch in diesem Stift
angeordnet sein. Außerdem kann dieser zentrale Stift zum
Vorpressen der Zwischenschicht verwendet werden, bereits bevor der
Anlageteil durch den Gasdruck betätigt wird, und dadurch
die Abdichtungsfunktion tatsächlich schon vor dem Abfeuern
des Geschützes verwirklichen, d.h. sobald der Verschluß
geschlossen worden ist. Das wird am einfachsten dadurch
erreicht, daß der zentrale Stift mechanisch oder hydraulisch
in den Hauptteil des Verschlußkeils eingezogen wird, in
welchem Fall die Zwischenschicht in Richtung des hinteren
Teils des Geschützrohres entlang des zuvor erwähnten
ringförmigen Spaltes um den Anlageteil herum gedrückt wird.
Eine weitere Variante beruht auf dem Prinzip, daß durch
einen ständigen Zug im zentralen Stift der Zwischenschicht
immer eine bestimmte Vorkompression verliehen wird, so daß
sie ständig über den Verschlußkeil hinaus hervortritt, und
daß letzterer bei geschlossenem Verschluß über eine in
Bezug auf das Geschützrohr etwas schräge Wegstrecke in
Richtung der hinteren Wand des Geschützrohres gedrückt wird und
dadurch die Zwischenschicht entlang des ringförmigen
Spaltes in Richtung des hinteren Bereiches des Geschützrohres
um die Ladeöffnung herum weiter zusammendrückt.
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Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist in den
angefügten Patentansprüchen definiert worden und wird mit
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen und das ausgeführte,
nicht einschränkende Beispiel weiter beschrieben.
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In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung mit dem Verschlußkeil in
offener Stellung; und
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Fig. 2 denselben Schnitt, aber mit dem Verschlußkeil in
geschlossener Stellung und das zum Abfeuern bereite
Geschütz.
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Die Zeichnungen zeigen nur den hinteren Teil des
betrachteten Geschützes mit einem Geschützrohr 1, einem
Verschlußstück 2, das mit dem Geschützrohr fest verbunden ist, und
einer Führungsnut 3 für das Verschlußstück 4. Das letztere
wird mit Hilfe der Kurbel 5 aus seiner offenen Stellung,
die in der Fig. 1 veranschaulicht ist, in seine in der Fig.
2 veranschaulichte geschlossene Stellung gebracht. In der
Kammer des Geschützrohres 1 ist bereits eine Ladung 6
untergebracht, die eine Beutelladung ist, oder eine mit
verbrennbarer Ummantelung.
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Der Anlageteil 7 ist im Hauptteil 4 des Verschlußkeils
gelagert. Zwischen dem Anlageteil und dem Hauptteil des
Verschlußkeils ist eine Zwischenschicht 8 aus einem harten,
aber verformbaren feuerfesten Naturkautschuk oder aus
synthetischem Kautschuk oder Kunststoff vorgesehen. Die
jeweils konvexe bzw. konkave Grenzfläche 9, 10 des
Anlageteils und des Hauptteils des Verschlußkeils sind als
Profile ausgebildet, die Teile von unterschiedlichen Parabeln
bilden, die um ein und dieselbe Achse rotiert werden, die
mit der Bohrungsachse 17 des Geschützrohres übereinstimmt.
Wie es aus den Zeichnungen deutlich wird, ist der für die
Zwischenschicht zugängliche Spalt in Richtung des
ringförmigen Spaltes 18 erweitert, der um die der Ladung
zugewandte Vorderseite 11 des Anlageteils herum gebildet ist,
wobei dieser gedreht ist. Die Zwischenschicht ist mit
Metallringen 12-14 ausgekleidet. Der Ring 13 schützt in
erster Linie gegen Ausbrennungen, da er dem Ladungsraum des
Geschützes zugewandt ist, während die beiden anderen Ringe
12 und 14 ein Kriechen des Werkstoffes der Zwischenschicht
in die Spalten zwischen angrenzenden Verschlußteilen hinein
verhindern sollen.
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Wie aus den Zeichnungen außerdem deutlich wird, ist der
Anlageteil im Hauptteil des Verschlußkeils mit Hilfe eines
Stiftes 15 gelagert, der durch eine Öffnung 16 im
dazwischenliegenden Teil in gleicher Höhe mit dem Ring 14
hindurchführt. Das Zündsystem 19 ist ebenfalls in dem Stift 15
angeordnet.
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Wenn das nach Fig. 2 geladene Geschütz abgefeuert wird,
wirkt der Gasdruck im Geschützrohr auf die Vorderseite 11
des Anlageteils 7. Die zwischenschicht wird somit
zusammengedrückt und kann sich nur geringfügig in Richtung des
hinteren Teils des Geschützrohres 1 bewegen. Je höher der auf
den Anlageteil wirkende Gasdruck ist, desto größer wird die
Kraft, mit der die Abdichtung um die Ladeöffnung gedrückt
wird, wo der Werkstoff der Zwischenschicht durch den Ring
13 vor Ausbrennungen geschützt ist.
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Sobald der Druck im Geschützrohr fällt, kehren Anlageteil
und Abdichtung in ihre entsprechenden, nicht geladenen
Stellungen zurück, und der Geschützverschluß kann zum
Nachladen geöffnet werden.
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Wie vorstehend erwähnt, kann der Stift 15 mit einer
Vorrichtung versehen sein, die ihn bereits vor dem Abfeuern
des Geschützes in Bezug auf den Hauptabschnitt des
Verschließblocks 4 rückwärts drückt, um dadurch schon zu
diesem Zeitpunkt die Zwischenschicht 8 in feste Anlage zu
drücken. Diese Einrichtung kann mechanisch sein oder zum
Beispiel hydraulisch betätigbar. Aus Gründen einer größten
Klarheit in den Zeichnungen wurde von einer Darstellung
dieser vorspannvorrichtung abgesehen, die somit auf
zahlreiche unterschiedliche Art und Weise konstruiert werden
kann.
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Die vorliegende Erfindung sollte nicht als eingeschränkt
auf das betrachtet werden, was vorstehend beschrieben und
in den Zeichnungen dargestellt wurde. Es sind viele
Modifizierungen denkbar, ohne vom Umfang der Patentansprüche
abzuweichen.