Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von Waffenrohren für Feuerwaffen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung von Waffenrohren für Feuerwaffen, wobei einem Waffenrohr über mindestens eine Zuleitung und mindestens eine Düse ein Kühlmittel zugeführt wird.

[0002] Mit der deutschen Patentschrift DE-PS 31 45 764 ist eine Kühlvorrichtung für Waffenrohre von Feuerwaffen gemäss Oberbegriff bekannt geworden, die insbesondere für automatische Feuerwaffen und Hochleistungsmaschinenkanonen geeignet ist. Bei derartigen Hochleistungsfeuerwaffen, die hochgezüchtete Munition verschiessen, ist der hohe Waffenrohrverschleiss darauf zurückzuführen, dass die Oberflächenwärme nicht genügend schnell abgeführt wird. Die schnell aufeinanderfolgende Wärmebeaufschlagung beim Feuerstoss verursacht Oberflächenspannungen und Werkstoffumwandlungen. Zudem kommt es durch die ausströmenden Pulvergase, sowie durch die Reibung zwischen Geschoss und Waffenrohr zur Abtragung vom Material im Waffenrohr.
Um die Lebensdauer der Waffenrohre zu erhöhen wird mit vorstehend zitierter Patentschrift vorgeschlagen, im Bereich des axial an eine Trommel angrenzenden Endteiles des Waffenrohres in der Trommel radial nach aussen zwischen den einzelnen Patronenlagern ausgerichtete Kühlkanäle vorzusehen, die mit einem in der Trommelachse verlaufenden Hauptkanal für die Kühlmittelzufuhr verbunden sind. Die Kühlkanäle sind mit parallel zur Trommellängsachse verlaufenden Düsen verbunden, die in die dem Waffenrohr zugewandte Stirnseite der Trommel einmünden und im gleichen Abstand zur Trommellängsachse wie die Mittellängsachsen der Patronenlager angeordnet sind. In den Kühlkanälen sind Absperrorgane für die Düsen vorgesehen, die im Falle des Beschusses jeweils diejenige Düse kurzzeitig freigeben, die sich im Bereich der Rohröffnung befindet. Die Absperrorgane sind z.B. Schieber, die mittels an einer Steuerkurve bei Drehbewegung der Trommel entlanggleitenden Steuerstücken verschoben werden können. Das Kühlmittel gelangt durch die Düsen direkt auf die Innenwandung des Waffenrohres im rückwärtigen Teil. Dabei sind die Düsen nur jeweils für den Zeitraum des Vorbeigleitens der Düsen im Waffenrohrrückteil geöffnet und die Kühlmittelzufuhr erfolgt nur dann, wenn geschossen wird. Für Rohrwaffensysteme mit höherer Kadenz bzw. intensiveren Feuerrhythmen kann jedoch der Zeitraum des Vorbeigleitens zu kurz sein, so dass zu wenig Kühlflüssigkeit in das Waffenrohr gelangt und möglicherweise nur eine ungenügende Kühlung erreicht wird.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mittels welchen eine ausreichende Kühlung der Waffenrohre bei hochkadenten Waffensystemen erreicht werden kann.

[0004] Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 3 angegebene Erfindung gelöst. Hierbei wird durch Aufziehen eines Hydraulikkolbens Kühlmittel aus einem Reservoir in einen Druckzylinder gefördert, wobei die Zuleitung zum Waffenrohr geschlossen ist. Danach wird der Hydraulikkolben durch Druckumkehr In die entgegengesetzte Richtung bewegt und das Kühlmittel im Druckzylinder unter einen bestimmten Betriebsdruck gesetzt. Vor dem Auslösen eines Feuerstosses wird die Zuleitung geöffnet, so dass das Kühlmittel über die Zuleitung und die Düse zum Waffenrohr strömen kann. Das Kühlmittel wird jeweils durch den bei der Schussabgabe entstehenden Gasdruck zurückgedrückt und nach dem Absinken des Gasdruckes auf den Betriebsdruck wieder in das Waffenrohr eingespritzt.

[0005] Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere In der automatischen Nachschmierung des Waffenrohres und in der höheren Rohrlebensdauer bei intensiveren Feuerrythmen. Durch den Einsatz von einer oder mehreren Düsen wird sichergestellt, dass eine genügend grosse Menge Kühlmittel in das Waffenrohr gespritzt wird, wobei bei jedem Schuss nur wenig Kühlmittel zurückfliessen kann.

[0006] Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass während des Einsatzes der vorgeschlagenen Kühlvorrichtung -mit Ausnahme des Kolbens- keine mechanisch bewegten Teile benötigt werden, womit also eine hohe Zuverlässigkeit erreicht wird.

[0007] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

einen Teillängsschnitt einer Kanone mit der erfindungsgemässen Vorrichtung in schematischer Darstellung, und

Fig. 2

eine Düse der Vorrichtung gemäss Fig. 1 in grösserem Massstab.

[0008] In der Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Waffenrohr einer beispielsweise mit der Druckschrift OC 2059 e 94 der Firma Oerlikon-Contraves, Zürich, bekannt gewordene Revolverkanone bezeichnet, an dessen Vorderteil 2 eine Mündungsbremse 3 und an dessen Hinterteil 4 ein Revolvergehäuse 5 mit einer nicht weiter dargestellten und beschriebenen Revolvertrommel angeordnet ist. Ein Reservoir 6, das ein gleichzeitig auch als Schmiermittel für das Waffenrohr 1 dienendes Kühlmittel 7 enthält, ist über eine Leitung 8 und ein Rückschlagventil 9 mit einem Druckzylinder 10 verbunden. Im Druckzylinder 10 wird ein Kolben 11 geführt, der mit einem in einem Hydraulikzylinder 12 geführten Hydraulikkolben 13 fest verbunden ist. Der Druckzylinder 10 steht über eine Zuleitung 14 und ein beispielsweise elektrisch steuerbares Ventil 15 mit dem Waffenrohr 1 in Verbindung. An der im hinteren Teil 4 des Waffenrohrs 1 befindlichen Einmündung der Zuleitung 14 ist eine Düse 16 vorgesehen, die eine mit der Zuleitung 14 verbundene und am Waffenrohr 1 befestigte Hülse 17 aufweist. In der Hülse 17 ist ein Labyrinth 18 in Form eines oder mehrerer Einsatzstückes angeordnet, in welchem ein beispielsweise labyrinth- oder schlangenlinienförmiger Kanal 19 bzw. 19' vorgesehen ist, der wie nachstehend näher beschrieben, eine Druckreduktion bewirkt. Mit 20 ist eine Düsenbohrung im Waffenrohr 1 bezeichnet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel konzentrisch zur Hülse 17 angeordnet ist und deren Durchmesser kleiner als die im Waffenrohr 1 bzw. in der Hülse 17 vorgesehenen Zuleitungsbohrungen 21, 22 ist.

[0009] Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Durch Aufziehen des Hydraulikkolbens 13 wird das Kühlmittel 7 aus dem Reservoir 6 über die Leitung 8 und das Rückschlagventil 9 in den Druckzylinder 10 gefördert, wobei das elektrisch betätigbare Ventil 15 in der Zuleitung 14 geschlossen ist. Danach wird durch Druckumkehr am Hydraulikzylinder 12 der Hydraulikkolben 13 und damit auch der Kolben 11 in die entgegengesetzte Richtung bewegt und das Kühlmittel 7 im Druckzylinder 10 unter einen bestimmten Betriebsdruck von beispielsweise ca. 500 bar gesetzt, womit die Vorrichtung einsatzbereit ist.
Vor dem Auslösen eines Feuerstosses wird das Ventil 15 geöffnet, so dass das Kühlmittel 7 über die Zuleitung 14 und die Düse(n) 16 zum Waffenrohr 1 strömen kann. Der bei der nun folgenden Schussabgabe entstehende hohe Gasdruck von beispielsweise ca. 5000 bar drückt das Kühlmittel zurück, wobei durch Reibung in der Düse 16 der Gasdruck auf den Betriebsdruck von ca. 500 bar reduziert wird und nur wenig Kühlmittel 7 zurückfliesst. Sobald der Gasdruck im Waffenrohr 1 abgefallen ist, wird das Kühlmittel 7 durch den Betriebsdruck kontinuierlich in das Waffenrohr 1 eingespritzt, bis ein weiterer Schuss fällt. Am Ende einer Serie wird das Ventil 15 wiederum geschlossen.

Bezugszeichenliste

[0010] 

1

Waffenrohr

2

Vorderteil

3

Mündungsbremse

4

Hinterteil

5

Revolvergehäuse

6

Reservoir

7

Kühl-/Schmiermittel

8

Leitung

9

Rückschlagventil

10

Druckzylinder

11

Kolben

12

Hydraulikzylinder

13

Hydraulikkolben

14

Zuleitung

15

Ventil

16

Düse

17

Hülse

18

(erstes) Labyrinth

18'

(zweites) Labyrinth

19

(erster) Kanal

19'

(zweiter) Kanal

20

Düsenbohrung

21

Zuleitungsbohrung

22

Zuleitungsbohrung

Ansprüche

1. Verfahren zur Kühlung von Waffenrohren für Feuerwaffen, wobei einem Waffenrohr (1) über mindestens eine Zuleitung (14) und mindestens eine Düse (16) ein Kühlmittel (7) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch Aufziehen eines Hydraulikkolbens (13) das Kühlmittel (7) aus einem Reservoir (6) in einen Druckzylinder (10) gefördert wird, wobei die Zuleitung (14) zum Waffenrohr (1) geschlossen ist,
dass danach durch Druckumkehr der Hydraulikkolben (13) in die entgegengesetzte Richtung bewegt und das Kühlmittel (7) im Druckzylinder (10) unter einen vorbestimmten Betriebsdruck gesetzt wird,
dass vor dem Auslösen eines Feuerstosses die Zuleitung (14) geöffnet wird, so dass das Kühlmittel (7) über die Zuleitung (14) und die Düse (16) zum Waffenrohr (1) strömen kann, und
dass jeweils das Kühlmittel (7) durch den bei der Schussabgabe entstehenden Gasdruck zurückgedrückt und nach dem Absinken des Gasdruckes auf den Betriebsdruck wieder in das Waffenrohr (1) eingespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der vorbestimmte Betriebsdruck zwischen dem Umgebungsdruck und dem Gasdruck beim Schiessen liegt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei mindestens eine mit einer Zuleitung (14) für ein Kühlmittel (7) verbundene Düse (16) vorgesehen ist,
dadurch gekennnzeichnet,
dass die Zuleitung (14) an einem Ende über die Düse (16) mit dem Waffenrohr (1) verbunden ist, und am anderen Ende über ein Ventil (15) mit einem Druckzylinder (10) in Verbindung steht,
dass der Druckzylinder (10) über eine Leitung (8) und ein Rückschlagventil (9) mit einem Reservoir (6) verbunden ist, und
dass im Druckzylinder (10) ein Kolben (11) geführt wird, der mit einem in einem Hydraulikzylinder (12) geführten Hydraulikkolben (13) fest verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düse (16) eine Hülse (17) aufweist, in der ein erstes Labyrinth (18) und gegebenfalls ein zweites Labyrinth (18') in Form eines oder mehrerer Einsatzstücke angeordnet ist, in welchem ein erster Kanal (19) und gegebenenfalls ein zweiter Kanal (19') vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Kanal (19) bzw. der zweite Kanal (19') labyrinthförmig ausgebildet ist.

Claims

1. Method of cooling gun barrels of fire arms in which a cooling medium (7) is delivered to a gun barrel (1) via at least one feed pipe (14) and at least one nozzle (16),
characterised in that
pulling up a hydraulic piston (13) conveys the cooling medium (7) from a reservoir (6) into a pressure cylinder (10), and the feed pipe (14) is closed towards the gun barrel (1);
thereafter, the hydraulic piston (13) is by way of pressure reversal moved into the opposite direction, and the cooling medium (7) is in pressure cylinder (10) set at a predetermined operating pressure;
prior to triggering a burst of fire, the feed pipe (14) is opened so that the cooling medium (7) can flow via the feed pipe (14) and the nozzle (16) to the gun barrel (1); and
that respectively the cooling medium (7) can be pushed back by way of the gas pressure which develops when firing a shot, and after reduction of the gas pressure back to operating pressure it can be re-injected into the gun barrel (1).

2. Method according to Claim 1,
characterised in that
the predetermined operating pressure lies between the environmental pressure and the gas pressure during firing.

3. Device for carrying out the method according to Claim 1, and at least one nozzle (16) is provided which is connected to the feed pipe (14) for a cooling medium (7),
characterised in that
the feed pipe (14) is at one end connected via the nozzle (16) to the gun barrel (1), and at the other end connected via a valve (15) to a pressure cylinder (10);
the pressure cylinder (10) is connected via a pipe (8) and a non-return valve (9) to a reservoir (6); and
in the pressure cylinder (10) is guided a piston (11) which is firmly connected to a hydraulic piston (13) which is guided in a hydraulic cylinder (12).

4. Device according to Claim 3,
characterised in that
the nozzle (16) comprises a sleeve (17) in which is arranged a first labyrinth (18) and, if appropriate, a second labyrinth (18') in the form of one or more inserts wherein is provided a first channel (19) and, if appropriate, a second channel (19').

5. Device according to Claim 4,
characterised in that
the first channel (19) or the second channel (19') is designed in the shape of a labyrinth.

Revendications

1. Procédé destiné à refroidir des canons d'armes à feu, un agent réfrigérant (7) étant amené à un canon (1) au moyen d'au moins une conduite d'alimentation (14) et d'au moins une buse (16),
caractérisé en ce que
par la remontée d'un piston hydraulique (13), l'agent réfrigérant (7) passe d'un réservoir (6) dans un vérin pneumatique (10), la conduite d'alimentation (14) menant au canon étant fermée,
ensuite, par une inversion de la pression, le piston hydraulique (13) se déplace dans la direction opposée et l'agent réfrigérant (7) est soumis dans le vérin pneumatique (10) à une pression de régime déterminée,
avant le déclenchement d'un tir, la conduite d'alimentation (14) s'ouvre, de sorte que l'agent réfrigérant (7) peut se répandre jusqu'au canon (1) via la conduite d'alimentation (14) et la buse (16), et que
l'agent réfrigérant (7) est refoulé par la pression gazeuse créée lors de la décharge et est de nouveau injecté dans le canon (1) après la diminution de la pression gazeuse jusqu'à son niveau de régime.

2. Procédé conforme à la revendication 1,
caractérisé en ce que
la pression de régime déterminée se situe entre la pression ambiante et la pression gazeuse existante lors du tir.

3. Dispositif servant à effectuer le procédé conforme à la revendication 1, prévoyant au moins une buse (16) destinée à un agent réfrigérant (7) et reliée à une conduite d'alimentation (14),
caractérisé en ce que
la conduite d'alimentation (14) est reliée au canon (1), à une extrémité, à l'aide de la buse (16) et communique avec un vérin pneumatique (10), à l'autre extrémité, au moyen d'un clapet (15),
que le vérin pneumatique (10) est relié à un réservoir (6) à l'aide d'une conduite (8) et d'un clapet anti-retour (9), et
qu'un piston (11), solidement raccordé à un piston hydraulique (13) placé dans un vérin hydraulique (12), est introduit dans le vérin pneumatique (10).

4. Dispositif conforme à la revendication 3,
caractérisé en ce que
la buse (16) comporte une gaine (17) dans laquelle est placé un premier labyrinthe (18), et éventuellement un deuxième labyrinthe (18'), tous deux en forme d'une ou de plusieurs pièces intercalaires, un premier canal (19) et, le cas échéant, un deuxième canal (19'), étant prévus dans ces labyrinthes.

5. Dispositif conforme à la revendication 4,
caractérisé en ce que
le premier canal (19) et l'éventuel deuxième canal (19') sont conçus en forme de labyrinthes.

Zeichnung