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Gasantrieb für eine Waffe mit einem rotierenden Laufbüschel Die Erfindung
bezieht sich auf gasangetnebene vollautomatische Waffen, und insbesondere auf eine
Waffe mit einem rotierenden Laufbüschel für eine hohe Schußfolge.
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Gatling Waffen (Gatling X amerikanischer Erfinder dieser Waffenart)
sind seit einem Jahrhundert bekannt, und finden gegenwärtig wieder
in
der militärischen ausrüstung Einklang. Die ringförmige Gruppierung mehrerer Läufe
in einem Büschel um eine gemeinsame achse wobei das Büschel sich dreht und jeder
Lauf hintereinander zum Schießen geladen wird, erlaubt eine hohe Schußfolge insbesondere
im Vergleich zur maximal möglichen Schußfolge einer Waffe mit einem einzigen Lauf.
Die ersten dieser Waffen wurden mit der Hand angekurbelt um die Läufe zu drehen,
wie beispielsweise aus dem US-Patent Nr. 36 836 erteilt am 4. November 1862 an R.J.
Gatling zu entnehmen ist. Die Gatling Kanone wurde auch bereits nach Abfeuerung
des ersten Schußes gasangetrieben, wie zum Beispiel dem US-Patent Nr. 550 262, erteilt
am 26. November 1895, zu entnehmen ist. Hierbei bewegten die Geschützgase aus jedem
Lauf einen federgespannten Hebelarm hin und her, der wiederum eine Klinke stufenweis
verstellte, um das Bündel einzuratschen. Im Jahre 1890 wurde ein äußerer elektrischer
Motor verwendet, um das Laufbüschel zu drehen. Kürzlich ist bei einer im Felde zu
verwendenden Waffe ein äußerer elektrischer Motor mit einem Schwungrad und einer
Kupplung verwendet worden, wie zum Beispiel aus dem US-Patent Nr. 2 849 921 erteilt
am 2. September 1958 zu entnehmen ist. Die Verwindung von Geschützabgasen in verschiedenen
Systemen ist ebenfalls seit kurzem bekannt, beispielsweise aus dem US-Patent Nr.
3 143 922, erteilt am 11. August 1964, wobei ein mit Flügeln versehener Drehmotor
mit Bremsventilen verwendet wird, ferner aus dem US-Patent Nr. 3 263 565 erteilt
am 2. August 1966, wobei hier mehrere Kolben und Nockenanordnungen verwendet werden
und aus dem US-Patent Nr. 3 407 701, erteilt am 29. Oktober 1968g hier werden ein
einziger Kolben und eine Nockenanordnung verwendet.
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Die Systeme, die äußere Motoren verwenden, benötigen einen ziemlich
leistungastarken Motor der ausreichend ist, um das Bündel auf volle Geschwindigkeit
zu beschleunigen. Die Systeme, die Kolben verwenden, sind sehr kompliziert und sind
bei jedem Gasimpuls Stößen unterworfen. Die einen Flügelmotor verwendenden Systeme
sind ebenfalls sehr kompliziert und sind Fehlfunktionen unterworfen.
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Demzufolge besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, für eine Waffe
nach Gatling ein Antriebssystem zu schaffen, das die Geschützgase verwendet, und
das einfach und stoßabsorbierend ohne merkliche Schwächung aufgebaut ist.
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Ein kerkmal der Erfindung besteht darin, das bei einer Gatling Waffe,
die ein Bündel von Geschützläufen besitzt, welche an Xohrhalter befestigt sind,
der Rohrhalter an einem Ende eines Torsionsfederelementes und dessen anderes Ende
an einer verankerten Einwegkupplung befestigt ist. Die Kupplung ist auch an einer
Flügelrotoranordnung in einer Gassammelleitung befestigt, wobei die Sammelleitung
an die Durchbruchenden der Geschützläufe befestigt ist und diese aufnimmt. Jedes
Geschützrohr besitzt eine Öffnung, durch die der Geschützimpuls aus dem Lauf gegen
einen Flügel im Sammelrohr strömen kann, wenn ein Schuß abgefeuert wird, wobei die
Flügelanordnung in der Richtung rotiert, die durch die Einwegkupplung zugelassen
wird, und wobei das Torsionsfederelement verdreht wird. Wenn der Gasimpuls abklingt,
verhindert die verankerte Einwegkupplung eine Rückdrehung der Flügelanodnung während
das Torsionsfederelement sich löst, in dem es das Laufbündel und die Gassammelleitung
in Bezug auf die Flügelmotoranordnung dreht. Ein weiteres Merkmal besteht darin,
daß bei einer Waffe mit einem Lauf ein ähnlicher Antrieb für die Munitionszuführung
verwendet wird.
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Diese und noch weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der Zeichnungen
näher beschrieben wird0 Hierbei zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht, teilweise im
Querschnitt, eines Bündels von Geschützläufen einer Waffe nach Art von Gatling,
wie sie aus dem US-Patent Nr. 3 380 341 erteilt am 30. April 1968 zu entnehmen ist;
Figur 2 eine Vorderansicht im Aufriß und im Querschnitt entlang einer Ebene 2-2
des Bündels nach Figur 1;
Figur 3 eine rückwärtige Ansicht im Aufriß
und Querschnitt entlang der Ebene 3-3 des Bündels nach Figur 1; Figur 4 eine rückwärtige
Ansicht im Aufriß und Querschnitt entlang der Ebene 4-4 des Bündels nach Figur 1;
Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung
bei einer Waffe die nur einen einzigen Lauf besitzt, und Figur 6 eine rückwärtige
Ansicht im Querschnitt, die die Gassammelleitung der Ausführungsform nach Figur
5 schematisch wiedergibt.
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Die Lauf und Antriebsanordnung besteht aus mehreren Geschützläufen
1o, hier 6 an der Zahl, die in einer ringförmigen und gleichmäßig voneinander entfernten
Reihe durch eine Rückplatte 12, eine Zylinderanordnung mit einer Endplatte 14, einen
Zylinder 16 und einer Sammelleitungsplatte 18 sowie mehreren ringförmigen nicht
näher dargestellten Röhrenhaltern getragen werden. Die Rückplatte 12 besitzt 6 gleichmäßig
voneinander entfernte Aussparungen 20 am Umfang, desgleichen besitzt die Endplatte
14 ähnliche Aussparungen 22 und die Sammelleitungsplatte ähnliche Aussparungen 24,
die alle dazu dienen, die entsprechenden Läufe aufzunehmen, und auszurichten. Die
Sammelleitungsplatte besitzt 6 längsgerichtete Bohrungen 26, die die entsprechenden
6 Bolzen 28 aufnehmen und die Endplatte 6 längsgerichtete mit Innengewinde versehene
Bohrungen 30, die die Enden der entsprechenden Bolzen aufnehmen, welche dazu dienen,
die Sammelleitungsplatte, den Zylinder und die Endplatte als eine fest eingebaute
Anordnung festzuklemmen. Die Rückplatte 12 weist 4 längsgerichtete Bohrungen 32
auf die 4 entsprechende Bolzen aufnehmen, und die Endplatte besitzt 4 längsgerichtete
mit Innengewinde versehene Bohrungen 36 die die entsprechenden Enden der Bolzen
aufnehmen, welche dazu dienen, die Rückplatte an die Endplatte zu befestigen.
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Die Rückplatte 12 besitzt eine zentrale Bohrung 38, die ein hinteres
Ende eines Rohres 40 für ein vorwärtsgerichtetes Drehmoment aufnimmt, das mit ihr
durch eine Schweißung bei 42 befestigt ist.
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Die Endplatte 14 besitzt eine zentrale Bohrung 44. Die Sammelleitungsplatte
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weist eine zentrale Bohrung 46 gleichen Durchmessers wie die Bohrung 44 auf, durch
die ein hinteres I)rehmomentenrohr 50 verläuft. In den Bohrungen 46 sind mehrere
Einkerbungen 51 eingeschnitten, desgleichen sind mehrere Einkerbungen 52 in den
Bohrungen 44 eingelassen, sodaß sie mit dem Rohr 50 entsprechende Labyinthgasdichtungen
bilden. Das hintere Ende des hinteren Drehmomentenrohres 50 ist an dem Rotor 53
einer Einwegkupplung 54 befestigt, dessen Stator 56 an einer geeigneten Verstrebung
des Geschützes verankert ist. Das hintere Ende des Drehmomentenrohres 50 ist mit
Hilfe einer Keilverzahnung 57 an das hintere Ende des Torsionsstabes 58 befestigt,
dessen vorderes Ende mit einer Keilverzahnung 60 an einer Abschlußkappe 62 befestigt
ist, die ihrerseits mit dem vorderen Ende des Drehmomentenrohres 40 durch eine Schweißung
64 befestigt ist.
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Zwei Rotoren 70 sind durch Verschweißungen 72 diametral an dem Drehmomentenstab
50 innerhalb des Zylinders 16 befestigt. In dem Umfang eines jeden Rotors sind mehrere
längsverlaufende und radiale Einkerbungen 74 eingeschnitten, sodaß in Bezug auf
den angrenzenden Zylinder die Endplatte und die Sammelrohrplattenwände eine Labyrinthdichtung
bilden.
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Innerhalb und mit dem Zylinder 16 der Sammelrohrplatte 18 und der
Endplatte 14 sind zwei Statoren 80 gegenüberliegend befestigt. Jeder Stator ist
in Längsrichtung an der Sammelrohrplatte und der Endplatte durch zwei entsprechende
Stifte 82 u. 84 befestigt. Jeder Stator ist mit dem Zylinder durch eine längsgerichtete
Verriegelung 86, einen radialen Stift 88 und eine radiale Maschinenschraube 9o befestigt.
In den inneren Umfang eines jeden Stators sind mehrere Einkerbungen 92 geschnitten,
sodaß mit dem angrenzenden Drehmomentenstab 50 eine Labyrinthdichtung gebildet wird.
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In die Sammelrohrleitungsplatte 18 ist eine zentrale ringförmige
Gasverteilungsbohrung
loo eingegossen, die mehrere nach außen abgewinkelte Gasaufnahmebohrungen 102 besitzt,
welche mit jeder entsprechenden einen Lauf aufnehmenden Umfangsaussparung 24 in
Verbindung stehen. Jede Eingangsbohrung 102 ist unter einem Winkel (hier 28°) angebracht,
sodaß sie mit einer radialen Bohrung 104, die in dem benachbarten Geschützlauf lo
vorhanden ist, koaxial verläuft, und das daraus strömende Geschützgas entlang eines
im wesentlichen tangentialen Weges in die Gasverteilungsbohrung geleitet wird. Die
Verteilungsbohrung loo besitzt zwei zueinander gegenüberliegend angebrachte längsgerichtete
Auslaßbohrungen 106e Jede Aus laßbohrung ist neben einem längsgerichteten Ausschnitt
108 in der Seitenwand des entsprechenden Stators 80 angeordnet, sodaß das Geschützgas,
das aus der Auslaßbohrung strömt, zwischen dem normaler Weise benachbarten Rotor
und Stator entströmen kann.
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Zwei gegenüberliegend räumlich getrennte Beipaßeinkerbungen Ilo sind
in der Endplatte 14 e'gelassen, sodaß etwas Gas um den entsprechenden Stator entweichen
kann, nachdem der Rotor sich von seinem benachbarten Stator um 20 weggedreht hat.
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Im Betrieb kann das Laufbündel Anfangs durch eine äußere Quelle einer
Drehkraft in Verbindung mit dem Gasantrieb auf eine Feuergeschwindigkeit beschleunigt
werden, oder der Gasantrieb kann allein zur Beschleunigung und zur Aufrechterhaltung
der Geschwindigkeit des Laufbündels verwendet werden.
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Ein Teil des durch Abfeuern eines Schusses durch einen entsprechenden
Lauf erzeugte Gas wird durch die Laufgasöffnung 104 in die Sammelrohrverteilungsbohrung
loo geleitet und von dort durch die zwei Auslaßbohrungen 106 zwischen den normaler
Weise benachbarten zur linken und rechten verhandenen Paaren des Ständers und Rotors.
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Die Rotoren werden im Gegenuhrzeigersinn (wie in Figur 3 dargestellt)
durch
das einströmende Geschützgas gedreht, das in Längsrichtung vorwärts durch die Beipaßausschnitte
Ilo und im Gegenuhrzeigersinn um die Enden der Rotoren in die abnehmenden Räume
zwischen dem rechts liegenden Rotor und dem links liegenden Stator und zwischen
dem links liegenden Rotor und dem rechts liegenden Stator strömt.
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Dieses restliche Beipaßgas wird durch die Rotoren komprimiert, und
wirkt als ein Stoßabsorber, wenn die Rotoren sich im Gegenuhrzeigersinn den Statoren
nähern.
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Die Rotoren drehen, wenn sie sich im Gegenuhrzeigersinn bewegen, das
mit ihnen befestigte Drehmomentenrohr 50 im Gegenuhrzeigersinn, was der Richtung
entspricht, die durch die Einwegkupplung zugelassen ist, deren Rotor 56 an das hintere
Ende des Drehmomentenrohres befestigt ist. Das hintere Ende des Drehmomentenrohres,
das an dem hinteren Ende des Torsionsstabes 58 befestigt ist, entwickelt im Torsionsstab
eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn gegen das relativ feststehende vordere Ende des
Stabes. Das vordere Ende des Stabes ist relativ stationär, da es über das Drehmomentenrohr
40 an das Laufbündel befestigt ist, das ein relativ großes Massenmoment aufweist.
Wenn die Rotoren am Ende ihres im Gegenuhrzeigersinn verlaufenden Schwingungsweges
festgehalten worden sind, wird die Drehung des Rotors im Uhrzeigersinn durch die
Einwegkupplung 54 verhindert.
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Der Torsionsstab 58 dreht sich relativ langsam zurück, in dem er das
Laufbündel und die damit befestigten Statoren Bo im Gegenuhrzeigersinn zur normalen
in Figur 3 gezeigten Stellung dreht0 Das restliche Geschützgas, das zwischen den
Statoren und Rotoren eingeschlossen ist, wirkt als Stoßabsorber und wird anschließend
durch den Lauf abgelassen. Wenn das Laufbündel im Gegenuhrzeigersinn um bo vollständig
weitergeschaltet worden ist, kann durch den nächstfolgenden Lauf ein Schuß abgefeuert
werden, wodurch die nächsten Gasimpulse erzeugt werden. Das relativ große Massenmoment
des Laufbündels dient als ein Schwungrad, das für eine sanfte Beschleunigung des
Laufbündels auf die Höhe der gewünschten Feuergeschwindigkeit sor;t.
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Obgleich die Erfindung in Figur 1 anhand einer Waffe nach Gatling
zur Drehung des Laufbündels offenbart wurde, so kann die Drehung des Laufbündels
auch zum Antrieb des Munitionsladesystems verwendet werden.
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Das in den Figuren 5 u. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel-versendet
die gleichen Schaltprinzipien um einen Leistungsausgangsmechanismus der ein Munitionsladesystem
betätigen kann, durch einen Geschützimpuls aus einem einzigen stationären Lauf anzutreiben.
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Der Lauf 200 ist stationär angeordnet und ist mit einem stationären
Zylinder 202 gekoppelt, der zwei diametral gegenüberstehende zentripedal gerichtete
Flügel 204 aufweist. Ein Drehrohr 206 ist innerhalb des Zylinders 202 koaxial angeordnet
und besitzt zwei diametral gegenüberstehende zentrifugal gerichtete Flügel 207.
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Koaxial mit und zwischen dem Drehrohr 206 und dem äußeren Element
(Stator) 210 ist ein Drehrohr 208 einer gleichgerichteten Kupplung anordnung 212
befestigt. Das innere Element (Rotor) 214 der Kupplung anordnung 32 ist mit einem
Ende eines Torsionsstabes 216 befestigt, dessen anderes Ende mit dem Boden bei 218
verankert ist. Ein Stirnzahnrad 220 ist an das äußere Element 210 der Kupplungsanordnung
befestigt und greift in ein Stirnzahnrad 222 ein, das auf einer Leistungsausgangswelle
224 befestigt ist.
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Der Lauf 200 besitzt zwei Gasöffnungen 226, die über ein Sammelrohr
228 mit zwei Offnungen 230 gekoppelt sind, das dazu dient, das Gas zwischen dem
normaler Weise benachbarten Stator und Rotorflügel zu leiten. Der Aufbau der Stator-
und Rotoranordnungen einschließlich der Flügel, der Gassammelleitung und der Endplatte
kann mit dem in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigten identisch sein.
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Ein Gasimpuls aus dem Lauf treibt den Rotor im Gegenuhrzeigersinn
an, der das äußere Element 210 der Kupplungsanordnung im Gegenuhrzeigersinn in Bezug
auf das innere Element 214 dreht und verbindet den Torsionsstab 216. Am Ende des
Gasimpulses federt der Torsionsstab 216 zurück und dreht das innere Element 214
und damit die gesamte Kupplungsanordnung einschließlich des Zahnrades 220 im Uhrzeigersinn.
Das Zahnrad 220 treibt das Zahnrad 222 an und damit die Leistungsausgangswelle 224.