Patrone zum Austreiben von Flüssigkeiten unter Druck

Abstract

 Die neuartige Patrone (1) zum Austreiben von Flüssigkeiten unter Druck besitzt als Treibspiegel (4) einen Antriebskörper (5), der hohlzylindrisch und mit einer hinteren Öffnung zur Treibladungs­kammer (2) ausgebildet ist. Die vordere Stirnfläche des Antriebs­körpers (5) weist eine kugelige Einziehung (10) mit zylindrischem Ansatz auf, welche ein Abschlußelement (6) kraftschlüssig aufnimmt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Patrone zum Austreiben von Flüssigkeiten unter Druck, mit einer Treibladungskammer und einer zwischen der Treibladungskammer und einer Flüssigkeitskammer angeordneten Trenn­vorrichtung, die als Treibspiegel ausgebildet ist, welcher aus einem Antriebskörper und einen stirnseitig vorgesehenen Abschlußelement besteht.

[0002] Durch die DE 37 26 490 C2 ist bereits eine solche Patrone zum Aus­treiben von Flüssigkeiten unter Druck bekannt. Bei dieser bekannten Patrone ist der Antriebskörper mit dem Abschlußelement durch einen zentralen Stift formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden, wobei das Abschlußelement entweder als Hohlkörper mit einer im wesentlichen kugeligen oder balligen Stirnfläche ausgebildet ist oder aus Kunst­stoff, vorzugsweise einen Polyurethan-Schaum hergestellt ist.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Patrone der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der Antriebskörper mit verbesserten Festigkeitseigenschaften versehen ist und innerhalb des Waffenrohres selbst abdichtet.

[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Antriebs­körper als ein hohlzylindrischer und zur hintere Treibladungskammer offener Körper aus einem elastisch verformbaren Material mit vorde­rer stirnseitiger Einziehung ausgebildet ist, die in einer kugeligen oder kugelähnlichen Form einstückig endet und das elastisch verform­bare Abschlußelement aufnimmt.

[0005] In Ausbildung der Erfindung kann das Abschlußelement aus einem Kunst­stoff und vorzugsweise aus einem Polyurethan-Schaum gebildet sein.

[0006] Ferner kann die Außenmantelfläche des Antriebskörpers zusammen mit dem Abschlußelement im Waffenlauf eine im Volumen vergrößerbare Flüssigkeitskammer bilden, die mit einer im wesentlichen radialen Zulauföffnung im Waffenrohr korrespondiert. Der Antriebskörper kann dabei von dem Abschlußelement im Waffenlauf durch den Druck der in die Flüssigkeitskammer einströmenden Flüssigkeit axial trennbar ausgebildet sein.

[0007] Die besondere Form des Antriebskörpers als hohlzylindrischer Körper, der zur hinteren Treibladungskammer offen ist und aus einem elastisch verformbaren Material besteht, hat den Vorteil, daß bei Zündung der Pulvertreibladung die entstehenden Gase innerhalb des Antriebs­körpers einen Gasdruck aufbauen, der die Mantelfläche des Antriebs­körpers dichtend an die Innenwandung des Waffenrohres anpreßt. Durch diese Formgestaltung besitzt der Antriebskörper zwei Führungsdurch­messer. Dies gestattet den Abschuß aus Rohren mit sich verengendem Innendurchmesser. Die hintere Mantelfläche vom Kalibermaß führt den Antriebskörper im zylindrischen Teil des Rohres. In dem sich anschließenden Rohrstück, in dem sich der Innendurchmesser kontinu­ierlich verringert, wird der hintere Teil des Antriebskörpers ent­sprechend zusammengepreßt. Der vordere Führungsdurchmesser über­nimmt danach die Zentrier- und Führungsfunktion im engeren Mündungs­bereich des Rohres.

[0008] Die stirnseitige Einziehung des Antriebskörpers, die in einer vorde­ren kugeligen Form einstückig endet, führt zu verbesserten Festig­keitseigenschaften des Antriebskörpers. Der entstehende Gasdruck steht axial optimal in dem hohlzylindrischen Antriebskörper und drückt die Wassersäule in der äußeren Flüssigkeitskammer vor. Gerade die vordere, kugelige Einziehung bewirkt, daß das vordere Abschluß­element sich unter dem entstehenden Flüssigkeitsdruck gut von der kugeligen Einziehung des Antriebskörpers löst und der Antriebskörper selbst bei Abdichtung an seiner Außenmantelfläche durch den innen anstehenden Gasdruck die Wassersäule konstant und ohne Eigenbeschädi­gung unter hoher Geschwindigkeit nach vorne bewegt und sich dabei dem veränderlichen Rohrinnendurchmesser anpaßt.

[0009] In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine Ausführungsform eines Treibspiegels der Patrone im Schnitt;

Figur 2 eine komplette Patrone zum Austreiben von Flüssigkeiten unter Druck in einem Waffenrohr im Schnitt.

[0010] In die Patrone 1 zum Austreiben von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, unter Druck ist als Trennvorrichtung zwischen einer Treibladungskammer 2 und einer Flüssigkeitskammer 3 ein Treibspiegel 4 eingesetzt.

[0011] Der Treibspiegel 4 besteht aus einem Antriebskörper 5 aus einem Kunststoff, beispielsweise einem Polyamid, und dem am Kopf des An­triebskörpers 5 axial angeordneten Abschlußelement 6. Der Antriebs­körper 5 des Treibspiegels 4 ist im wesentlichen als hohlzylindrischer Körper ausgebildet, dessen hintere offene Stirnfläche 7 zur Treib­ladungskammer 2 gerichtet ist. Die äußere Mantelfläche besitzt in diesem hinteren Bereich eine umlaufende Rille 8 zur Transportbefe­stigung mit der Patronenhülse 13. Im vorderen Bereich ist der Antriebskörper 5 mit einer stirnseitigen Einziehung 9 ausgebildet, die in einer kugeligen oder kugelähnlichen Form 10 mit einem zylin­drischen Führungsansatz einstückig endet. Der Durchmesser des Für rungssatzes entspricht dem nicht dargestellten, verringerten Innen­durchmesser des Rohres im Mündungsbereich. Auf diese kugelige Stirn­fläche 10 ist das Abschlußelement 6 aus einem Polyurethan-Schaum aufgesteckt.

[0012] Im rückwärtigen Bereich sind in den Mantel umfangsverteilte Schlitze 11 vorgesehen, die eine radiale Bewegung der endseitigen Mantelfläche zulassen. Die Mantelfläche 16 des Antriebskörpers 5 liegt unter leichter Vorspannung an der Innenmantelfläche 14 des Waffenlaufes 15 an.

[0013] Wie aus Figur 2 hervorgeht, besteht die gesamte Patrone aus dem Treibspiegel 4, der in die Patronenhülse 13 eingesetzt ist. In der Patronenhülse 13 befindet sich zum rückwärtigen Ende hin die Treib­ladungskammer 2 mit der notwendigen Treibladung 27. Den Abschluß in der Patronenhülse bildet das Anzündelement 28. Auf die vordere Stirnfläche 17 des Treibspiegels 4 ist in der geschilderten Weise ein Abschlußelement 6 kraftschlüssig aufgesteckt. Die gesamte Pa­trone 1 befindet sich in dem Patronenlager 29 des Waffengehäuses 30 mit dem hier nicht gezeichneten Verschluß. Das Waffenrohr 24 ist in dem Waffengehäuse 30 in nicht mehr gezeigter Darstellung arretiert. An die im wesentlichen radiale Zulauföffnung 26 ist im Waffenrohr 24 ein Rückschlagventil 31 angeordnet, welches mit einer Hydraulikpumpe 32 durch eine Rohrleitung 33 verbunden ist. Eine weitere Rohrleitung 34 befindet sich zwischen einem Flüssigkeits­behälter 35 und der Hydraulikpumpe 32.

[0014] Der Treibspiegel 4 erlaubt somit das getrennte Zuführen und Laden der Antriebskomponenten, nämlich der Patronenhülse 13 mit der Anzün­dung 28, der Pulvertreibladung 27, dem Antriebskörper 5 und dem vorderen Abschlußelement 6 und der anzutreibenden Flüssigkeit, bei­spielsweise Wasser, aus dem Behälter 35 bis zur Flüssigkeitskammer 3.

[0015] Die Antriebskomponenten werden vom Verschluß oder einer entsprechen­den Zuführvorrichtung in das Patronenlager 29 des Waffenrohres 24 eingeführt. Das Patronenlager 29 wird durch den hier nicht gezeich­neten Verschluß rückseitig verschlossen und verriegelt. Die abzu­schließende Flüssigkeitsmenge wird durch die Zulauföffnung 26 des Waffenrohres 24 unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventiles 31 von einer Hydraulikpumpe 32 in die ringförmige Kammer 3 zwischen dem Abschlußelement 6 und dem Antriebskörper 5 des Treibspiegels 4 eingepumpt. Durch den auftretenden Flüssigkeitsdruck findet eine axiale Trennung des Abschlußelementes 6 vom Antriebskörper 5 statt. Durch die unter Druck nachströmende Flüssigkeit wird das Abschluß­element 6 in dem Waffenlauf 15 unter Überwindung der äußeren Reibkraft nach vorne in Richtung zur Waffenrohrmündung geschoben. Dabei liegt der zylindrische Teil 18 des Abschlußelementes 6 dichtend und unter leichtem Druck an der Innenmantelfläche 14 des Waffenlaufes 15 an. Wird nun die Flüssigkeitszufuhr beendet, so steht kein Druck mehr für das Verschieben des Abschlußelementes 6 zur Verfügung. Das Ab­schlußelement 6 bleibt stehen und bildet somit die vordere Abdich­tung der Flüssigkeit im Waffenrohr 24. Der Antriebskörper 5 wurde bei der Flüssigkeitszufuhr durch die Patronenhülse 13 an seinem Ort gehalten und bildet dadurch die hintere Abdichtung für die Flüs­sigkeit.

[0016] Nach diesem erfolgten Zuführvorgang der Flüssigkeit ist die Patrone schußbereit. Bei Zündung der Patrone 1 entsteht in dem Innenraum 19 des Antriebskörpers 5 ein Gasdruck, der sich entsprechend der Pfeile 20 radial gegen die Innenwandung 21 des Antriebskörpers an­legt. Der Antriebskörper 5 des Treibspiegels 4 wird dadurch in Rich­tung zur Waffenrohrmündung getrieben und schiebt bei dieser Bewegung die Flüssigkeitssäule vor dem Treibspiegel 4 gegen das Abschluß­element 6, welches aus dem Waffenrohr 24 herausgedrückt wird. Durch den Gasdruck 20 liegt gleichzeitig das sich radial und federnd auf­weitbare mittlere und hintere Teilstück des Antriebskörpers an der Innenwandung 14 des Waffenlaufes 15 dichtend an.

[0017] Das Heraustreiben des Treibspiegels 4 erfolgt mit einer sehr hohen Geschwindigkeit von etwa 1.000 m/s. Das Wasser bzw. die eingegebene Flüssigkeit wird dabei wie ein Geschoß über den Treibspiegel 4 von dem Druck der verbrennenden Treibladung 27 angetrieben. Bei Anwendung dieses sog. Wasserhammers bei einem Streckenvortrieb im Bergbau wird diese Wassersäule mit dem vorderen Abschlußelement 6 in Bohr­löcher des Streckenkerns hineingeschossen. Durch den sehr hohen Druckstoß von mehreren Tausend Bar wird das Gestein innerhalb des Streckenkerns zerkleinert.

Ansprüche

1. Patrone zum Austreiben von Flüssigkeiten unter Druck, mit einer Treibladungskammer und einer zwischen der Treibladungskammer und einer Flüssigkeitskammer angeordneten Trennvorrichtung, die als Treibspiegel ausgebildet ist, welcher aus einem Antriebskör­per und einem stirnseitig vorgesehenen Abschlußelement besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebskörper (5) als ein hohlzylindrischer und zur hinteren Treibladungskammer (2) offener Körper aus einem elastisch verformbaren Material mit vorderer stirnseitiger Einziehung (9) ausgebildet ist, die von einem zylindrischen Bereich ausgehend, in einer kugeligen oder kugelähnlichen Form (10) einstückig endet und das elastisch verformbare Abschlußelement (6) aufnimmt.

2. Patrone nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abschlußelement (6) aus einem Kunststoff gebildet ist.

3. Patrone nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abschlußelement (6) aus einem Polyurethan-Schaum gebildet ist.

4. Patrone nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenmantelfläche (16) des Antriebskörpers (5) zusammen mit dem Abschlußelement (6) im Waffenlauf (15) eine im Volumen vergrößerbare Flüssigkeitskammer (3) bildet, die mit einer im wesentlichen radialen Zulauföffnung im Waffenrohr (24) korres­pondiert.

5. Patrone nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebskörper (5) von dem Abschlußelement (6) im Waffen­lauf (15) durch den Druck der in die Flüssigkeitskammer (3) ein­strömenden Flüssigkeit axial trennbar ist.

6. Patrone nach den vorgenannten Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebskörper (5) in seinem hinteren Bereich umfangs­verteilt axial laufende Schlitze (11) aufweist.

Zeichnung