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Treibladungskartusche für Feuerwaffen aller Art Die Erfindung bezieht
sich auf eine Treibhadungskartusche für Feuerwaffen aller Art. Zweck der Erfindung
ist, den thermischen Wirkungsgrad der Feuerwaffen zu verbessern insbesondere dadurch,
daß der beim Abfeuern auftretende maximale Gasdruck am Geschoßboden dem mittleren
Gasdruck weitestgehend angenähert wird.
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Es ist bekannt, daß der thermische Wirkungsgrad von explosionsartigen
Verbrennungen in einem geschlossenen Raum mit veränderlichem Volumen um so besser
ist, je gleichmäßiger der Druckverlauf des bei der Verbrennung entstehenden Gasdrucks
während der Volumenänderung ist. Der Idealfall wäre ein völlig gleichmäßiger Druckverlauf
mit einem Rechteck-Diagramm, der jedoch auch beim Verbrennungsmotor (Gleichdruckmotor)
nicht erzielbar ist. Bei Feuerwaffen ergibt sich durch eine möglichst gute Annäherung
an diesen Idealfall darüber hinaus noch der Vorteil, daß sowohl die Waffe als auch
die Munition leichter ausgebildet werden können bzw. vorhandene Waffen durch die
günstigere Ausnützung der Pulverenergie größere Reichweiten und Durchschlagskraft
erzielen lassen.
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Zu diesem Zweck sind schon eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden,
denen jedoch erhebliche Mängel anhaften. So sind Geschütze bekannt, die einen sehr
großen Verbrennungsraum im Verhältnis zum Rohrkaliber besitzen; andererseits gibt
es auch Waffen, bei denen der Verbrennungsraum durch Platten mit düsenförmigen Öffnungen
abgeschlossen ist, die den sehr hohen Druck des Verbrennungsraumes im Waffenrohr
reduzieren.
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Weiterhin sind auch Ladungen bekanntgeworden, die in einer starkwandigen
Metallbüchse untergebracht sind, die entweder nach der Geschoßseite oder auch nach
der Verschlußseite hin solche öffnungen besitzt. Auch hierdurch kann der auf das
Geschoß wirkende Druck durch Abstimmung der öffnungen stark reduziert werden und
durch Druckspeicherung innerhalb der Büchse eine längere Nachwirkung erreicht werden.
Somit verläuft der Druck hinter dem Geschoß in einer langgestreckten Kurve mit verminderten
Gasdruckspitzen.
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Die Nachteile dieser Lösungen bestehen entweder darin, daß besonders
konstruierte Feuerwaffen bzw. Geschütze erforderlich sind, die den Beschuß mit vorhandenen
und üblichen Munitionsarten nicht zulassen, oder daß starkwandige schwere Treibladungsbehälter
erforderlich sind, die häufig in den vorhandenen Waffen nicht verwendet werden können
bzw. den Raum für die Unterbringung der Treibladung beschränken und damit die Vorteile
der Vergleichmäßigung des Drucks wieder weitgehend illusorisch machen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Treibladungskartusche,
die diese Nachteile vermeidet und eine bessere Ausnutzung der Treibladungspulver
auch mit vorhandenen und eingeführten Geschützen und Kartuschhülsen ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Treibladungspulver
zwischen zwei Scheiben angeordnet wird, die mittels eines axialen Verbindungssteges
mit rundem, kreuzförmigem oder dergleichem Querschnitt gegen den Druck der sich
beim Abbrennen der Treibladung entwickelnden Gase in unveränderlichem Abstand voneinander
gehalten sind, wobei sich die Scheiben durch flachkonische Ausbildung ihrer einander
zugekehrten Flächen gegen den Verbindungssteg zu verdicken und zumindest die dem
getrennt angeordneten Geschoß zugelegene Scheibe Gasdurchtrittsöffnungen aufweist
oder bildet.
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So kann das Treibladungspulver beispielsweise in einer Kartuschhülse
untergebracht sein, in welcher sich ein zylindrischer Steg aus Metall oder anderen
festen Stoffen befindet, der an beiden Enden tellerartige Scheiben aus ähnlichem
Material besitzt, die dicht an der Hülsenwand der Kartusche anliegen. Die am Geschoß
liegende Scheibe besitzt düsenartige Öffnungen, durch welche beim Schuß die Verbrennungsgase
des zwischen den beiden Scheiben untergebrachten Treibladungspulvers treten. Der
zwischen den Scheiben herrschende hohe Druck wird dabei in gewünschtem Maße reduziert.
Hinter dem Geschoß entsteht ein Druck, der verhältnismäßig gering ist, der jedoch
lange wirkt und so ein gleichdruckartiges Diagramm ergibt. Das Verhältnis des mittleren
Gasdruckes zum maximal dort herrschenden Gasdruck ist sehr günstig, die Ausnutzung
der Treibladungspulver wird verbessert.
Die Vorteile sind leicht
zu erkennen: Das Geschoß kann, entsprechend den geringeren Spitzendrücken, die auf
es wirken, leichter konstruiert werden. Es erhält dann eine höhere Geschwindigkeit
und fliegt @@eiwr, odcr ab,r es kann ihm mehr Sprengstoff zugeteilt und damit die
Wirkung erhöht werden.
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Durch den hohen Druck zwischen den tellerartigen Scheiben ist eine
bessere Verbrennung der Pulver möglich; auch können Pulverarten Verwendung finden,
die bei kleineren Drücken schlecht und ungleichmäßig verbrennen.
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Der erfindungsgemäße Aufbau kann mit eingeführten und üblichen Waffen
und Kartuschhülsen durchgeführt werden, d. h., vorhandene Waffen und Munition können
in ihrer Leistung verbessert werden. Auch können alle vorgesehenen Teile mehrfach
wiedervernvendet und beschossen werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung seien
an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der verschiedene Ausführungsmöglichkeiten
des Gedankens der Erfindung beispielswe;se dargestellt sind. Es zeigt F i g. 1 ein
Ausführungsbeispiel mit einer üblichen Kartuschbülse, F i g. 2 eine andere Ausführungsform
mit einer Kartuschhüise, F i g. 3 ein Anwendungsbeispiel ohne Kartuschhülse bei
einer Geschützladung, F i g. 4 ein anderes Anwendungsbeispiel ohne Kartuschhülse
bei einem rückstoßfreien Geschütz und F i g. 5 eine Variante zur Treibladungskartusche
der Fig.4.
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Nach F i g. 1 befindet sich in der Kartuschhülse 1 der zylindrische
Verbindungssteg 2 mit den beiden tellerförmigen Scheiben 3 an seinen Enden. In der
vorderen Scheibe 3 sind die düsenförmigen Gasdurchtrittsöffnungen 4 angebracht.
Die Scheiben 3 liegen an der Innenwand der Kartuschhülse 1 dicht an
und tragen zur Verbesserung der Abdichtung Dichtungsringe 5 aus flexiblen Stoffen,
wie z. B. Perbunan, Neopren oder ähnlichem Material. Zur Anfeuerung des um den Verbindungssteg
2 herum angeordneten Treibladungspulvers 6 dienen die von der Zündschraube 7 ausgehenden
Kanäle 8 und 9, von denen, wie hier gezeigt, zumindest der Kanal 8 auch mit Zündmittel
gefüllt sein kann.
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Bei der Abfeuerung trifft ein Schlagmechanismus der Waffe auf die
Zündschraube 7 oder aber diese wird elektrisch gezündet. Der von dort ausgehende
Zündstrahl überträgt die Zündung durch die Kanäle 8
und 9 auf die Treibladungspulver
6. Die entstehenden Verbrennungsgase dehnen sich allseitig aus. Da die Bodenfläche
der unteren Scheibe am Verbindungssteg 2 größer ist als die um die Gasdurchtrittsöffnungen
4 verminderte Fläche an der oberen Scheibe, wird der Steg 2 mit den Scheiben 3 auf
den Boden der Kartuschhülse 1 gedrückt. Die Gase entweichen mit einem reduzierten
Druck durch die Gasdurchtrittsöffnungen 4 und bringen das vor der Kartuschladung
liegende nicht gezeigte Geschoß in Bewegung. Die Kartuschhülse 1 mit der
Treibladung 6
stellt dabei, wie in der Figur gezeigt ist, eine vom Geschoß
getrennte Ladung dar. Sie ist dann über der oberen Scheibe 3 eingebördelt, wobei
in bekannter Weise Dichtungsscheiben aus Kunststoff oder paraffinierter Pappe eingelegt
werden können. Das Pulver der Treibladung 6 wird zweckmäßigerweise in Beuteln aus
Gaze oder Kunststoff untergebracht, die um den Steg 2 gelegt oder gebunden werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Leistungssteigerung wird noch verstärkt, wenn
die Verbrennungsgeschwindigkeit der Pulver, beeinflußt durch deren chemische Zusammensetzung
und geometrische Form, so abgestimmt ist, daß der zwischen den Scheiben 3 entstehende
hohe Druck möglichst lange Zeit bestehenbleibt und mit zunehmender Geschoßbewegung
ansteigt.
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Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 2 ist die obere Scheibe
3 auf dem Verbindungssteg 2 aufgeschraubt und im Durchmesser kleiner
gehalten als die am Verbindungssteg 2 angeformte untere Scheibe 3. Die Gase strömen
in diesem Fall durch den Ringspalt 10 zwischen der oberen Scheibe 3 und der
Kartuschhülseninnenwand. Die Kartuschhülse 1 ist durch Bördelung mit dem Geschoß
12 verbunden und ermöglicht so eine patronenförmige Munition. Die Anfeuerung der
Treibladung 6 erfolgt von der Zündschraube 7 aus über die Kanäle 8 und 9 und die
gesonderte Beiladung 13. Die untere Scheibe 3 besitzt eine flexible ringförmige
Dichtung 5. Auch können Dichtungsscheiben aus ähnlichen Stof"zwischen den Kartuschhülsenboden
und die Scheibe 3 gelegt werden.
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Die Wirkungsweise ist ähnlich wie bei der nach F i g. 1 beschriebenen
Kartuschladung. Durch die im Durchmesser kleiner gehaltene Scheibe 3 strömen jedoch
die Gase durch den Ringspalt 10. Der obere Dichtungsring kann dadurch in
Fortfall kommen. Auch kann durch die gesonderte Beiladung 13 die Anfeuerung der
Treibladung 6 günstig beeinflußt werden.
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Nach F i g. 3 werden die Erfindungsmerkmale in einer Geschützladung
angewandt, wobei auf eine Kartuschhülse verzichtet ist. In dem vom hinteren Teil
des Geschützrohres 14 mit dem Bodenverschluß 15 gebildeten Verbrennungsraum
sitzt der Verbindungssteg 2 mit den beiden Scheiben 3, die dicht an der Rohrinnenwand
anliegen und die zur Abdichtung ringförmige flexible Dichtungen 5 tragen. Die obere
Scheibe besitzt düsenförmige Gasdurchtrittsöffnungen 4 und ist durch die
Abreißelemente 16 und 17 fest mit dem Geschoß 12 verbunden.
An der unteren Scheibe 3 ist der ringförmige Bund 18
vorgesehen, der
in einer entsprechenden Ausnehmung am Rohrende liegt. Er entspricht in seinen Abmessungen
dem Bund an den gebräuchlichen Kartuschhülsen.
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Die Treibladung 6 wird von der Zündschraube 7 aus, die durch den Schlagbolzen
19 im Verschlußtei115 angeschlagen wird, über die Kanäle 8 und 9 gezündet.
Die entstehenden Gase entweichen durch die Gasdurchtrittsöffnungen der oberen Scheibe
und drücken auf das Geschoß 12. Bei entsprechend hohem Druck scheren die Stifte
17 oder ähnliche Vorrichtungen ab, und das Geschoß 12 setzt sich in Bewegung.
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Für rückstoßfreie Geschütze mit beidseitig offenem Rohr ist die in
F i g. 4 gezeigte erfindungsgemäße Anordnung vorgesehen. Im Waffenrohr
20 liegt hinter dem Geschoß 12 der Verbindungssteg 2 mit den tellerartigen
Scheiben 3 an seinen beiden Enden. Um zu verhindern, daß nach dem Schuß noch Teile
im Rohr bleiben, ist es zweckmäßig, die düsenförmigen Öffnungen der vorderen Scheibe
im Durchmesser oder in ihrer Zahl etwas kleiner zu halten als diejenigen der hinteren
Scheibe. Dadurch wird der Verbindungssteg mit den beiden Scheiben nach
vorn
bewegt und fliegt hinter dem Geschoß aus dem Rohr. Die Scheiben sind gegen die Rohrinnenwand
mittels der ringförmigen Dichtungen 5 abgedichtet, um ein Durchtreten der Verbrennungsgase
zu verhindern. Die Zündung der Treibladung 6 erfolgt hier in bekannter Weise mittels
eines Zündstrahls, der durch eine Öffnung 21 seitlich durch die Rohrwand tritt.
Es kann jedoch auch eine andere Anfeuerung vorgesehen werden, beispielsweise eine
elektrische Anfeuerung mit Zündpillen. Die entstehenden Pulvergase treten durch
die Gasdurchtrittsöffnungen 4 aus und setzen das Geschoß 12 in Bewegung, ohne auf
die Waffe einen Rückstoß zu übertragen.
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F i g. 5 zeigt noch die praktische Ausbildung der in F i g. 4 angegebenen
Treibladung. Von den beiden mit Gasdurchtrittsöffnungen 4 versehenen Scheiben
3
ist die eine auf den Verbindungssteg 2 aufgeschraubt, die andere am Steg
angeformt. Es können jedoch auch beide Scheiben aufschraubbar angeordnet werden.
Jede Scheibe trägt einen Dichtungsring 5, es können aber auch mehrere Dichtungsringe
vorgesehen werden. Ebenso kann die Abdichtung aber auch durch andere Elemente erfolgen,
beispielsweise durch metallische ringförmig lidernde Teile. Um die Treibladung 6
vor Witterungseinflüssen zu schützen, ist hier die sich von der einen bis zur anderen
Scheibe 3 erstreckende rohrförmige Schutzhülse 22 aus Pappe, Kunststoff od. dgl.
vorgesehen. Zum gleichen Zweck sind die Gasdurchtrittsöffnungen 4 durch die
leicht zerstörbaren Membranen 23 verschlossen. Wie leicht einzusehen ist, können
die Gasdurchtrittsöffnungen 4 vor ihrem Verschluß auch als Einfüllöffnungen
für Schüttpulver verwendet werden. Die Abdichtungen an oder in diesen Öffnungen
4 können dabei so gehalten sein, daß ihre Beseitigung eine gewisse Kraft erfordert,
die von den Pulvergasen aufzubringen ist und die beispielsweise bei 30 bis 50 kp
liegt.