Einrichtung zum Kühlen der Rohrinnenwand eines Waffenrohres

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen der Rohrinnenwand eines Waffenrohres einer Feuerwaffe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer bekannten Einrichtung gemäss der im Oberbegriff beschriebenen Art (siehe US-A-2,641,162) ist ein durch den Treibgasdruck betätigbarer Schieber vorgesehen zum Öffnen und Schliessen des Kühlflüssigkeitskanales. Nach dem Abfeuern eines Geschosses wird durch den Treibgasdruck über einen Kolben und eine Kolbenstange der Schieber geöffnet, so dass Kühlflüssigkeit durch den Kühlflüssigkeitskanal ins Innere des Waffenrohres fliessen kann. Der zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit erforderliche Einspritzdruck wird durch eine nicht dargestellte Kühlflüssigkeitspumpe erzeugt.

Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass eine zusätzliche Kühlflüssigkeitspumpe erforderlich ist und dass es praktisch nicht möglich ist, mit einer solchen Pumpe den zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit erforderlichen Druck zu erzeugen.

Es ist eine andere Kühlvorrichtung für das Waffenrohr einer automatischen Feuerwaffe und Hochleistungskanone bekannt (DE-A1-3145764). Diese Kühlvorrichtung besitzt in der Trommel der Waffe radial von einem Kühlkanal in der Trommelachse abgezweigte Kühlkanäle, die mit Düsen verbunden sind, welche frei in das rückwärtige Ende des Waffenrohres einmünden. Die Steuerung des Einspritzvorganges erfolgt in Abhängigkeit der Trommeldrehung, durch in die Kühlkanäle eingesetzte Absperrorgane, wie Schieber oder Ventile mit Ventilstössel und Ventilteller. Das Einspritzen der Kühlflüssigkeit wird dadurch nur während des Vorbeigleitens der Düsen am Waffenrohr vorgenommen, wobei die Kühlflüssigkeit direkt auf die Seelenoberfläche des Waffenrohres gespritzt wird. Diese bekannte Kühleinrichtung hat den Nachteil, dass sie nur bei einer Feuerwaffe mit Trommel anwendbar ist und nur während einer sehr kurzen Zeit Kühlflüssigkeit einspritzen kann.

Es ist eine Luftkühleinrichtung bekannt (siehe CH-A-221'036), bei welcher in bewegbaren Verschlussteilen Kühlkanäle vorgesehen sind. Diese Kanäle münden einerseits in eine hinter dem Verschluss angeordnete Kammer und andererseits gegen das Patronenlager im Lauf, wobei diese Kanäle an der gegen das Patronenlager gerichteten Mündung den kleinsten Querschnitt aufweisen. Diese letzgenannte Kühleinrichtung für das Waffenrohr einer Feuerwaffe hat den Nachteil, dass sie mehr für Luftkühlung statt für Flüssigkeitskühlung geeignet ist und die Luft nur relativ wenig Wärme abführen kann.

Es ist eine Rohr-Kühleinrichtung bekannt (siehe FR-A-1'112'677), bei welcher durch den Rücklauf des Waffenrohres gegenüber der Lafette ein Kolben in einem Zylinder verschoben wird und dadurch eine gewisse Kühlmittelmenge in das Innere des Waffenrohres eingespritzt wird.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie bei gewissen Waffen nicht anwendbar ist.

Ferner sind in US-A-1 401 667 und US-A-2 806 409 Vorrichtungen zur Kühlung eines Waffenrohres beschrieben, bei denen durch den vor- bzw. zurücklaufenden Verschluss über einen Kolben eine dosierte Menge Kühlflüssigkeit ins Innere eines um das Waffenrohr angeordneten Kühlmantels eingepumpt wird.

Die Aufgabe, welche mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, besteht in der Schaffung einer Kühleinrichtung für das Waffenrohr einer Feuerwaffe, welche sich für verschiedene Waffen eignet, keine besonderen Steuerorgane benötigt, einen hohen Kühlmitteldruck erzeugt und eine hohe Wärmeabfuhr an der Waffenrohr-Innenwand gewährleistet.

Erfindungsgemäss ist eine solche Kühleinrichtung durch den Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Die Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass mit Hilfe der zwei Kolben (Differentialkolben) der hohe erforderliche Kühlmittel-Einspritzdruck erzeugt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kühleinrichtung für das Waffenrohr einer Feuerwaffe ist im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein Waffenrohr mit einer Vorrichtung zum Einspritzen von Kühlmittel ins Innere des Waffenrohres.

Gemäss der einzigen Figur weist das hintere Ende 10 eines Waffenrohres 11 eine Patronenkammer 12 auf, die sich hinter der Rohrinnenwand 13 befindet, das auch als Rohrseele bezeichnet wird. In dieser Patronenkammer 12 befindet sich eine Patrone 14, die aus einer Patronenhülse 15 und einem Geschoss 16 besteht. Die Patronenhülse 15 weist vor ihrer Schulter 17 einen Hülsenhals 18 auf, in welchem das Geschoss 16 gehalten ist. Die Form der Patronenkammer 12 entspricht der Form der Patronenhülse 15, derart, dass die Schulter 17 der Patronenhülse 15 an einem konischen Abschnitt 19 der Patronenkammer 12 anliegt. Vor dem Hülsenhals 18 mündet mindestens ein Kühlflüssigkeitskanal 23 in die Rohrinnenwand 13, der sich in der Rohrwand 26 befindet. An dieser Rohrwand 26 ist ein Gehäuse 27 mit Hilfe von Schrauben 25 befestigt. In diesem Gehäuse 27 befindet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Einspritzen von Kühlflüssigkeit ins Rohrinnere 13 durch den erwähnten Kühlflüssigkeitskanal 23. Dieses Gehäuse 27 weist drei Bohrungen 28, 29 und 30 auf, durch welche die Kühlflüssigkeit in den Kühlflüssigkeitskanal 23 gelangt. An die Bohrung 30 ist ein erstes Rückschlagventil 31 angeschlossen, welches eine Kugel 32 aufweist, die von einer Feder 33 belastet ist.

Dieses Rückschlagventil 31 verhindert, dass Kühlflüssigkeit durch den Druck der Treibgase im Innern 13 des Waffenrohres 11 durch den Kühlflüssigkeitskanal 23 und die Bohrungen 28, 29 und 30 zurückfliessen kann. Neben dem ersten Rückschlagventil 31 ist ein zweites Rückschlagventil 34 angeordnet, das eine Kugel 35 aufweist, die von einer Feder 36 belastet ist.

Dieses zweite Rückschlagventil 34 verhindert, dass beim Einspritzen der Kühlflüssigkeit in das Rohrinnere 13 durch die Bohrungen 30, 29 und 28, durch die weiter unten beschriebene Einspritzpumpe, Kühlflüssigkeit in einen Kühlmittelbehälter 37 zurückfliesst, der ebenfalls weiter unten beschrieben ist.

In das Gehäuse 27 ist ein erster Zylinder 38 eingeschraubt, der ein Aussengewinde 39 aufweist, das in eine Gewindebohrung 40 des Gehäuses 27 eingeschraubt ist. In diesem Zylinder 38 befindet sich ein Kolben 41, der an einer Kolbenstange 42 befestigt ist, die einen Kopf 43 besitzt. Eine Feder 44, die sich einerseits an einem Schraubenkopf 45 des Zylinders 38 und andererseits am Kolbenstangenkopf 43 abstützt, hat das Bestreben, den Kolben 41 aus dem Zylinder 38 herauszuziehen. Der Kolbenstangenkopf 43 stützt sich auf einem zweiten Zylinder 46 ab, der mit Hilfe eines Trägers 47 am Waffenrohr 11 befestigt ist. Dieser Träger 47 ist auf das Waffenrohr 11 aufgeschrumpft und weist zwei Bohrungen 48 und 49 auf, welche in entsprechende Gasentnahmekanäle 50 und 51 des Waffenrohres 11 münden. Der eine Gasentnahmekanal 51 dient in an sich bekannter Weise zum Auslösen des nächsten Schusses und ist hier nicht näher beschrieben. Der andere Gasentnahmekanal 50 dient zum Zuführen von Treibgas zur Kühleinrichtung des Waffenrohres. Das Treibgas gelangt aus dem Rohrinneren 13 durch den Gasentnahmekanal 50, die Bohrung 48 des Trägers 47 in eine Bohrung 52 am vorderen Ende des zweiten Zylinders 46, und aus dieser Bohrung 52 ins Innere 53 des Zylinders 46. Im Innern 53 des Zylinders 46 befindet sich ein Kolben 54, der an einer Kolbenstange 55 befestigt ist, die sich auf dem erwähnten Kopf 43 der anderen Kolbenstange 42 abstützt. Die Kolbenstange 55 ist von einer Anzahl Federringen 56 umgeben, welche ein Ringfederpaket bilden, das zum Auffangen des Kolbens 54 dient, wenn dieser durch die Treibgase schlagartig, in Schussrichtung der Waffe gesehen, nach hinten geschoben wird.

Im Kühlmittelbehälter 37 befindet sich ein verschiebbarer Kolben 57, an dem eine Kolbenstange 58 befestigt ist, welche einen Deckel 59 des Behälters 37 durchdringt. Diese Kolbenstange 58 ist von einer oder zwei Schraubenfedern 60,61 umgeben, welche sich einerseits am Kolben 57 und andererseits am Deckel 59 abstützen und das Bestreben haben, den Kolben 57 gegen die Kühlflüssigkeit im Raume 62 zu drücken, wodurch diese unter Druck aus dem Raume 62 in eine Bohrung 63 und über das Rückschlagventil 34 in die Kammer 64 des Zylinders 41 gelangt. Der Kühlmittelbehälter 37 weist ein Aussengewinde 65 auf, das in ein Innengewinde 66 des Gehäuses 27 eingeschraubt ist. Ferner ist in das Gehäuse 27 noch eine Leitung 67 eingeschraubt, durch welche Kühlflüssigkeit ebenfalls in die Bohrung 63 gelangen kann. Diese Kühlflüssigkeit befindet sich in einem nicht dargestellten Behälter und steht unter Atmosphärendruck.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung zum Kühlen des Waffenrohres einer Feuerwaffe ist wie folgt:

Beim Abfeuern der Patrone 14 bildet sich hinter dieser Patrone 14 ein Treibgasdruck im Innern des Waffenrohres 11. Falls das Treibgas in den Kühlflüssigkeitskanal 23 und die Bohrungen 28,29 und 30 eindringen sollte, so verhindert das Rückschlagventil 31, dass Treibgas in die Kammer 64 des Zylinders 38 gelangt. Sobald sich das Geschoss 16 vor dem Gasentnahmekanal 50 befindet, strömt das Treibgas durch diesen Gasentnahmekanal 50, durch die Bohrung 48 des Trägers 47, durch die Bohrung 52 des Zylinders 46 und gelangt ins Innere 53 des Zylinders 46. Sobald Treibgas ins Innere 53 des Zylinders 46 gelangt, wird der Kolben 54, in Schussrichtung der Waffe gesehen, nach hinten geschoben und stösst gegen das Ringfederpaket, bestehend aus den Federringen 56, welches den Kolben 54 auffängt und einen grossen Teil der Energie vernichtet, welche das Treibgas auf den Kolben 54 übertragen hat. Der Kolben 54 stösst dabei mit der Kolbenstange 55 gegen den Kopf 43 der Kolbenstange 42, sodass der an der Kolbenstange 42 befestigte Kolben 41, ebenfalls in Schussrichtung der Waffe gesehen, nach hinten geschoben wird. Durch diese Verschiebung des Kolbens 41 wird aus der Kammer 64 des Zylinders 38 Kühlflüssigkeit durch das Rückschlagventil 31 hindurch, durch die Bohrungen 30, 29 und 28 des Gehäuses 27, und durch den Kühlflüssgkeitskanal 23 ins Innere des Waffenrohres 11 eingespritzt. Bei der Verschiebung des Kolbens 41 mit der Kolbenstange 42 und dem Kopf 43 ist die Schraubenfeder 44 komprimiert worden. Sobald das Treibgas aus dem Inneren 53 des Zylinders 46 entweicht, ist die Schraubenfeder 44 in der Lage, die beiden Kolben 41 und 54 wieder in ihre Ausgangslage zurückzuschieben. Dabei wird Kühlflüssigkeit aus dem Kühlmittelbehälter 37 angesaugt und gelangt über das Rückschlagventil 34 in die Kammer 64 des Zylinders 38. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Schuss und somit wird das Innere des Waffenrohres 11 bei jedem Schuss durch Einspritzen von Kühlmittel abgekühlt.

Statt einem einzigen Kühlflüssigkeitskanal 23 können eine Anzahl von Kanälen gleichmässig am Umfang des Waffenrohres verteilt angeordnet sein. Statt einem einzigen Kranz von Kühlflüssigkeitskanälen 23 kann weiter vorne im Waffenrohr noch ein weiterer Kranz von Kühlflüssigkeitskanälen 23 angeordnet sein, welche jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Statt Kühlflüssigkeit kann auch ein anderes Kühlmittel, beispielsweise Druckluft verwendet werden.