VERSCHLUSSANTRIEB FÜR EINE WAFFE MIT LINEARER VERSCHLUSS- BZW. MUNITIONSZUFÜHRUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Antriebs- Kinematik mit Schubkurbel für eine insbesondere lineare Zuführung eines Verschlusses bzw. einer Patrone in ein Waffenrohr.

[0002] Bei fremd angetriebenen Maschinenkanonen wird die Energie zum Waffenantrieb nicht aus einem Gasdruck bzw. einem Waffenrücklauf gewonnen, sondern durch einen elektrischen oder hydraulischen Antrieb bereitgestellt.

[0003] Speziell bei elektrisch angetriebenen Waffen muss hierzu die Drehbewegung des Motors in eine oszillierende Bewegung des Verschlusses gewandelt werden. Zudem benötigt der Verschluss in den Endlagen seines Verschiebeweges Stillstandszeiten. In einer ersten Endlage muss die Hülse des vorangegangenen Schusses vor dem Verschluss entfernt werden und eine neue Patrone vor den Verschluss gefördert werden, bevor diese in das Patronenlager des Waffenrohres getrieben wird. In einer weiteren Endlage muss der Verschluss verriegelt und die Patrone gezündet werden. Nach Abfall des Gasdruckes im Waffenrohr selbst kann dann die Entriegelung des Verschlusses erfolgen.

[0004] Ein starr verriegelter Geradzugverschluss für eine fremd angetriebene Maschinenwaffe wird mit der DE 36 27 361 C1 publiziert. Für eine Raum sparende und prellfreie Verriegelung wird auch hier eine Steuerwalze vorgeschlagen.

[0005] Mit der DE 37 12 905 A1 wird eine Maschinenwaffe beschrieben, die u. a. eine Kurventrommel aufweist, die durch Fremdantrieb betätigt, zur Linearbewegung eines Geradezugverschlusses dient. Die Kurventrommel weist entsprechend eine über den Umfang endlos verlaufende Steuerkurve auf. Auf dem Umfang sind des Weiteren eine kurze radial wirkende Steuerkurve und eine längere axial wirkende Steuerkurve angeordnet.

[0006] Aus der JP 6 159 991 A, welche einen Ausgangspunktfürden Anspruch 1 bildet, ein Antrieb aufweisend einen Motor und eine Kurbel sowie ein an der Kurbel eingebundener Pleuel bekannt, wobei der Pleuel mit seinem hinteren Ende mit der Kurbel und mit einem vorderen Ende am Verschluss über eine Ritzel verbunden ist.

[0007] Die FR 538 190 A zeigt eine direkte Anbindung des Verschlusses mit einem vorderen Ende eines Pleuels.

[0008] In der DE 10 2005 045 824 A1 wird eine klein bauende Waffe vorgeschlagen, deren Steuerwalze in der Ebene der Rohrseelenachse eingebunden ist. Die Steuerwalze besitzt einen wenigstens zwei Steuerkurven tragenden Steuerkörper. Dabei werden die Kurveninformationen in eine geradlinige Zuführung des Verschlusses umgewandelt.

[0009] Aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2007 048 468.4 wird ein Antrieb für die lineare Zuführung eines Verschlusses bzw. der Munition in ein Waffenrohr bzw. Patronenlager mittels einer Kette bevorzugt. Im Gegensatz zum Antrieb der Bushmaster, bei der eine Kette über vier Kettenräder in Form eines Rechteckes geführt wird und durch welche die Stillstandzeiten des Verschlusses definiert werden, ist hierbei die Kette selbst in einfacher Art und Weise eng um zwei Kettenräder geführt. Ein Kettenglied bzw. ein Nocken der Kette ist in einer unterhalb des bewegbaren Schiebers befindlichen Führung oder Nut eingebunden. Dadurch kann die Kette innerhalb der Stillstandszeiten der Waffe, die durch eine separate Funktionssteuerung definiert werden, weiter laufen. Die Kette selbst kann durch einen Elektromotor angetrieben werden. Ein Schnellstopp ist hierbei in den Weg der Kette eingebunden.

[0010] Eine lineare Zuführung eines Verschlusses zum Waffenrohr bzw. Patronenlager wird mit der nicht vorveröffentlichten DE 10 2007 054 470.9 beschrieben. Hierbei wird eine gerade Führungsnut in die Antriebs- Kinematik eingebunden. In der Führungsnut wird ein Mittel geführt, welches mit dem Verschluss konstruktiv verbunden ist. Die Führungsnut wird ihrerseits von einer umlaufenden Zwangsführung (Kulisse) umschlossen, die ihrerseits die notwendigen Stillstandszeiten des Verschlusses während des Verriegelns, des Schusses, des Entriegelns in seiner vorderen Position sowie des Neuladens interpretiert, nach dem der Verschluss in seine hintere Position geführt worden ist. Innerhalb der Zwangsführung wird ein weiteres Mittel als Antriebsmittel für den Verschluss geführt. Die Antriebsübertragung kann durch Gleitrollen, Zahnräder oder dergleichen realisiert werden, die von einem Motor etc. angetrieben werden. Der Antrieb selbst läuft innerhalb der Stillstandszeiten der Waffe weiter, während der Verschluss in den Stillstandszeiten aus- bzw. später wieder eingesteuert wird.

[0011] Obwohl bereits mit den drei letztgenannten Lösungen praktikable Antriebe behandelt werden, die in Punkto Kadenz und mechanischem Verschleiß zufriedenstellende Ergebnisse zeigen, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, einen weiteren Antrieb für einen derartigen Verschluss aufzuzeigen, welcher ebenfalls auch bei höheren Kadenzen Verwendung findet.

[0012] Gelöst wird die Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

[0013] Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, einen Mechanismus zu realisieren, der eine geringe Beschleunigung des Verschlusses aufweist sowie ruck- und stoßfrei arbeitet, was die Massenkräfte verringert, die Antriebsleistung reduziert und eine Kadenzsteigerung ermöglicht. Die Reduzierung der Antriebsleistung bewirkt zudem eine Verringerung der Bremsleistung im Falle eines Schnellstopps.

[0014] Dazu wird über das Prinzip des Kurbeltriebes die Drehbewegung vorzugsweise eines Motors oder dergleichen in eine Vor- und Rückwärtsbewegung des Verschlusses umgewandelt. Um die Stillstandszeiten des Verschlusses in den Endlagen zu ermöglichen, sind Pleuel und Kurbel radial verschiebbar zueinander angeordnet, sodass der Kurbelradius sich mit der Drehung der Kurbel ändert. Die radiale Führung des Pleuels wird von einer Steuerkurve übernommen.

[0015] Der Kurbelantrieb hat den Vorteil, dass geringe rotierende Massen (Kurbel, Motor und eventuell Übersetzungsgetriebe) vorhanden sind, die im Falle eines Schnellstopps abgebremst werden müssen. Er hat sich zudem als einfacher Aufbau erwiesen.

[0016] Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

[0017] Es zeigt:

Fig. 1

eine schematische Ansicht eines Antriebs mit einer bevorzugten Steuerkurve,

Fig. 2

einen Verschlussantrieb zur Umsetzung der Bewegungsfolgen aus Fig. 1,

Fig. 3

eine Detailansicht aus Fig. 2,

Fig. 4

eine Teilansicht aus Fig. 3,

Fig. 5

eine Teilansicht aus Fig. 3.

[0018] Fig. 1 zeigt in einer ersten allgemeinen Darstellung einen schematisch dargestellten Antrieb 100. Eine Drehachse M einer Kurbel 1 und damit die Kurbel 1 selbst wird über einen Motor oder dergleichen (nicht weiter dargestellt) angetrieben. Ein Pleuel 3 ist mit dem hinteren Ende E_h verschiebbar in einer Nut 1.1 der Kurbel 1 angeordnet und mit dem vorderen Ende E_v am Verschluss 20 bzw. einem Mitnehmer 4 des Verschlusses 20 verbunden. Am hinteren Ende E_h des Pleuels 3 sind des Weiteren Gleitmittel wie Laufrollen 5 angeordnet, die in einer in der Draufsicht sich als (dick-)bohnenförmig erweisende Steuerkurve 6 laufen. Die Steuerkurve 6 wird durch vier verschiedene Sektoren bzw. Bereiche definiert, durch die die gewünschte Bewegung der Zuführung des Verschlusses 20 erzeugt wird.

[0019] Die Bereiche der Steuerkurve 6 definieren die Bewegungsabläufe des Verschlusse 20 wie folgt:

α1 - α2	Verschluss 20 hinten, konstanter Radius um hintere Endlage,
α2 - α3	Vorwärtsbewegung Verschluss 20 nach beliebiger Funktion
α3 - α4	Verschluss 20 vorn, konstanter Radius um vordere Endlage,
α4 - α1	Rückwärtsbewegung Verschluss 20 nach beliebiger Funktion.

[0020] Damit der Verschluss 20 bei permanent drehender Kurbel 1 für einen bestimmten Zeitraum in seinen Endlagen stehen bleibt, besitzt die Steuerkurve 6 in den Bereichen α₁ bis α₂ und α₃ und α₄ einen konstanten Radius um die vordere bzw. hintere Endlage des Verschlusses 20 mit der Länge des Pleuels 3. Die Formen der Bereiche zwischen α₂ bis α₃ und α₄ und α₁ werden durch die Bewegungsfunktionen (z. B. Sinoiden) vorgegeben, d. h., durch die Verschlussbewegung bestimmt. Diese sind insbesondere bezüglich Beschleunigung, max. Geschwindigkeit, Ruck- und Stoßfreiheit etc. optimierbar.

[0021] Der Weg, den der Pleuel 3 zwischen der hinteren Endlage E_v und der vorderen Endlage E_v1 zurücklegt, entspricht dem Verschiebeweg des Verschlusses 20. Die Länge des Pleuels 3 sowie der Kurbel 1 bzw die Kurbelnut 1.1 sind entsprechend darauf abgestimmt und ausgelegt.

[0022] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Antriebes 100 für den Verschluss 20 einer insbesondere fremd angetriebenen Waffe 21 (nur teilweise dargestellt). Ein Waffenrohr 22 ist in einer Rohrverriegelungsbuchse 23 oder am Waffengehäuse befestigt. An dieser ist der Verschluss 20 verriegelbar. Der Verschluss 20 kann auf Verschlussführungen 2 in Richtung der Waffenrohrachse verschoben werden. Angedeutet sind auch ein Kurbelgehäuse, auch möglich die Einbindung in ein Waffengehäuse, mit einem Gehäuseunterteil 12 sowie, in der bevorzugten Ausführung, mit einem Gehäuseoberteil 13. In diesen sind jeweils spiegelbildlich die Steuerkurven 6 eingebunden. Kann ein Verkannten der Achse 11 in nur einer Steuerkurve 6 ausgeschlossen werden, kann auf ein Gehäuseoberteil 13 verzichtet werden. Die Steuerkurve 6 kann dann durch das Gehäuseunterteil 12 als eine nach untern offene Nut geführt werden.

[0023] Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 5 zeigt den Verschlussmitnehmer 4, dessen Mitnehmernase 4.1 formschlüssig mit dem Verschluss 20 verbunden ist und dessen Verzahnung mit der eines Ritzels 9 kämmt. Das Ritzel 9 kämmt auf der gegenüberliegenden Seite mit gehäusefesten Zahnstangen 10 (diese Befestigung ist selbst nicht näher dargestellt) und ist drehbar auf dem Pleuelkopf 3.1 gelagert, der wiederum über einen Bolzen mit dem Pleuel 3 verbunden ist. Das Pleuel 3 und die Kurbel 1 sind mittels einer Achse 11 verbunden, wobei die drehbar auf beiden Enden der Achse 11 gelagerten Laufrollen 5 in den Steuerkurven 6 im Gehäuseunterteil 12 und Gehäuseoberteil 13 laufen und die Achse 11 in der Nut 1.1 der Kurbel 1 verschiebbar ist. Die Kurbel 1 ist um die Mittelachse M drehbar auf dem Gehäuseunterteil 12 gelagert, wobei der Antrieb der Kurbel 1 vom Motor über die Mittelachse M erfolgt.

[0024] Um die gewünschte oszillierende Bewegung des Verschlusses 20 mit Wartezeiten in den Umkehrpositionen zu erzeugen, wird die Kurbel 1 über die Mittelachse kontinuierlich vom Motor 2 in eine Drehbewegung versetzt. Die Kurbel 1 nimmt die Achse 11 hierbei in Drehrichtung mit. Die radiale Führung der Achse erfolgt durch die bevorzugt beiden identischen Steuerkurven 6 im Gehäuseunterteil 12 und Gehäuseoberteil 13, in denen die Laufrollen 5 der Achse 11 geführt werden. Die Achse 11 überträgt ihre Bewegung entsprechend der Form der Steuerkurve 6 mittels Pleuel 3 auf den Pleuelkopf 3.1 (Fig. 4).

[0025] Fig. 5 zeigt, dass der Pleuelkopf 3.1 in Nuten 15 im Gehäuseunterteil 12 und Gehäuseoberteil 12 (dies nicht näher dargestellt) geführt wird, wo die seitlichen Kräfte aufgenommen werden. Das Ritzel 9 des Pleuelkopfes 3.1 rollt beim Verschieben auf den gehäusefesten Zahnstangen 10 ab und dreht sich. Durch die Drehbewegung des Ritzels 9 wird der Mitnehmer 4 angetrieben, wodurch sich der Hub im Verhältnis zu dem des Pleuelkopfes 3.1 verdoppelt. Ist kein so großer Hub erforderlich, kann der Verschluss 20 alternativ auch direkt mit dem vorderen Ende des Pleuels 3 gekoppelt werden. Da der Mitnehmer 4 über die Mitnehmernasen 4.1 formschlüssig mit dem Verschluss 20 verbunden ist, wird der Verschluss 20 parallel zur Achse, zumindest jedoch in Richtung der Waffenrohrachse des Waffenrohres 22 verschoben.

[0026] Eine noch kompaktere Bauform der Steuerkurve(n) 6 kann erzielt werden, wenn zwischen der Mittelachse und dem Motor 2 ein Paar beispielsweise exzentrischer Zahnräder (nicht näher dargestellt) angeordnet wird, welches sich mit doppelter Drehzahl der Kurbel 1 dreht. Exzentrische Zahnräder bewirken ein sich kontinuierliches Übersetzungsverhältnis, sodass die Kurbel 1 bei konstanter Motordrehzahl in den Phasen der Wartezeiten langsamer und in denen der Verschlussbewegungen schneller dreht. Dadurch können die Winkelbereiche α₁ bis α₂ und α₃ und α₄ der Steuerkurve(n) 6 kleiner gestaltet werden, ohne die Wartezeiten des Verschlusses 20 in der vorderen und hinteren Endlage zu verkürzen.

Ansprüche

1. Antrieb (100) für einen in Achsrichtung zu einem Waffenrohr (22) verstellbaren Verschluss (20), aufweisend einen Motor (2) oder dergleichen, mit den Merkmalen:

- eine Kurbel (1) wird über ihre Drehachse (M) angetrieben,

- ein Pleuel (3) ist mit einem hinteren Ende (E_h) verschiebbar in einer Nut (1.1) der Kurbel (1) angeordnet und mit einem vorderen Ende (E_v) am Verschluss (20) bzw. einem Mitnehmer (4) des Verschlusses (20) über ein Ritzel (9) verbunden, wobei

- die Kurbel (1) und der Pleuel (3) sind über eine Achse (11) miteinander verbunden, die in der Nut (1.1) eingebunden ist,

- am hinteren Ende (E_h) des Pleuels (3) ist wenigstens ein Gleitmittel (5) angeordnet, das in einer Steuerkurve (6) geführt entlang der Steuerkurve (6) läuft,

- die Steuerkurve (6) ist ein in sich geschlossenes Kurvengebilde und besitzt definierte Bereiche (α₁ α₂, α₃, α₄) als Bewegungsprofil für den Verschluss (20),

- der Mitnehmer (4) des Verschlusses (20) bzw. ein Teil des Verschlusses (20) besitzt eine Verzahnung, die in ein Ritzel (9) eingreift, das drehbar am / im Pleuel (3) vorderseitig eingebunden ist, wodurch

- der Verschluss (20) bei Verdrehung der Kurbel (1) über den Pleuel (3) bewegt wird.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (6) im Gehäuseunterteil (12) eines Kurbelgehäuses eingebunden ist.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (6) eine nach unten offene Nut ist.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Steuerkurve (6) im Gehäuseoberteil (13) eingebunden ist, die der im Gehäuseunterteil (12) identisch, jedoch spiegelbildlich ist.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurven (6) durch vier verschiedene Sektoren bzw. Bereiche definiert werden, durch die die gewünschte Bewegung der Zuführung des Verschlusses (20) erzeugt wird.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurven (6) eine (dick-)bohnenförmige Form aufweisen.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mittelachse (M) und dem Motor (2) ein Paar beispielsweise exzentrischer Zahnräder ist, welches sich mit doppelter Drehzahl der Kurbel (1) dreht.

Claims

1. Drive (100) for a breech (20) which can be moved in the axial direction with respect to a weapon barrel (22), having a motor (2) or the like, having the following features:

- a crank (1) is driven via its rotation shaft (M),

- a connecting rod (3) is arranged such that a rear end (E_h) can be moved in a groove (1.1) in the crank (1) and is connected to a front end (E_v) on the breech (20) or a driver (4) of the breech (20) via a pinion (9),

- with the crank (1) and the connecting rod (3) being connected to one another via a shaft (11) which is integrated in the groove (1.1),

- at least one sliding means (5) is arranged at the rear end (E_h) of the connecting rod (3) and runs, guided in a control cam (6), along the control cam (6),

- the control cam (6) is an intrinsically closed cam structure and has defined areas (α₁, α₂, α₃, α₄) as a movement profile for the breech (20),

- the driver (4) of the breech (20) or a part of the breech (20) has a tooth system which engages in a pinion (9) which is integrated at the front such that it can rotate on/in the connecting rod (3), as a result of which

- the breech (20) is moved via the connecting rod (3) during rotation of the crank (1).

2. Drive according to Claim 1, characterized in that the control cam (6) is integrated in the housing lower part (12) of a crank housing.

3. Drive according to Claim 2, characterized in that the control cam (6) is a groove which is open at the bottom.

4. Drive according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a further control cam (6) is integrated in the housing upper part (13) and is identical to that in the housing lower part (12), but in mirror-image form.

5. Drive according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the control cams (6) are defined by four different sectors or areas, by means of which the desired movement of the feed for the breech (20) is produced.

6. Drive according to Claim 5, characterized in that the control cams (6) have a (thick) bean shape.

7. Drive according to one of Claims 1 to 6, characterized in that a pair of, for example, eccentric gear wheels are located between the center shaft (M) and the motor (2) and rotate at twice the rotation speed of the crank (1).

Revendications

1. Mécanisme d'entraînement (100) pour un obturateur (20) pouvant être positionné dans le sens axial vers un canon d'arme à feu (22), présentant un moteur (2) ou similaire, présentant les caractéristiques suivantes :

- une manivelle (1) est entraînée par le biais de son axe de rotation (M),

- une bielle (3) est disposée par une extrémité arrière (E_h) de manière à pouvoir coulisser dans une rainure (1.1) de la manivelle (1) et reliée par une extrémité avant (E_v) à l'obturateur (20) ou à un élément d'entraînement (4) de l'obturateur (20) par le biais d'un pignon (9),

- la manivelle (1) et la bielle (3) étant reliées entre elles par le biais d'un axe (11) qui est intégré dans la rainure (1.1),

- au moins un moyen de glissement (5), lequel circule le long d'un tracé de commande (6) en étant guidé dans le tracé de commande (6), est disposé à l'extrémité arrière (E_h) de la bielle (3),

- le tracé de commande (6) est une forme de courbe fermée sur elle-même et possède des zones définies (α₁, α₂, α₃, α₄) en tant que profilé de mouvement pour l'obturateur (20),

- l'élément d'entraînement (4) de l'obturateur (20) ou une partie de l'obturateur (20) possède une denture qui vient en prise dans un pignon (9), lequel est inséré du côté avant de manière rotative sur/dans la bielle (3) , ce qui a pour effet que

- l'obturateur (20) est déplacé lors de la rotation de la manivelle (1) par le biais de la bielle (3) .

2. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tracé de commande (6) est intégré dans la partie inférieure du boîtier (12) d'un boîtier de manivelle.

3. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tracé de commande (6) est une rainure ouverte vers le bas.

4. Mécanisme d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un tracé de commande (6) supplémentaire est intégré dans la partie supérieure du boîtier (13), lequel est identique à celui dans la partie inférieure du boîtier (12), mais inversé.

5. Mécanisme d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les tracés de commande (6) sont définis par quatre secteurs ou zones différents par le biais desquels est produit le mouvement souhaité d'acheminement de l'obturateur (20).

6. Mécanisme d'entraînement selon la revendication 5, caractérisé en ce que les tracés de commande (6) présentent une forme billiforme (épaisse).

7. Mécanisme d'entraînement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'entre l'axe central (M) et le moteur (2) se trouve une paire de roues dentées excentriques, par exemple, qui tourne au double de la vitesse de rotation de la manivelle (1) .

Zeichnung