Druck - Die Physik der NRW Waffensachverständigen erklärt Teil 3

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem weiteren Beitrag zum Thema NRW Waffensachverständige und ihrem ganz eigenen Zugang zur Physik, da das Thema in den letzten Wochen ziemlich explodiert ist, denn 13.000 Aufrufe habe ich auf meinen Blog schließlich nicht jeden zweiten Mittwoch.

Noch mal kurz zusammengefasst, worum es eigentlich geht. Seit Jahren müssen wir uns als Waffentechnik interessierte immer wieder von sogenannten Waffensachverständigen anhören, wie diese oder jene Waffe wirklich und wahrhaftig funktioniert und dass alle außer ihnen die Waffentechnik nicht verstanden hätten. Wenn man diesen Personenkreis dann drauf anspricht, dass ihre Erklärungen der wissenschaftlichen Physik zuwiderlaufen und woher sie diese Erklärungen denn haben, bekam man bis jetzt immer zu hören, dann man Zitat: "Eigenes Material" hätte, welches man aber nicht öffentlich machen dürfte.

Und genau dieses "eigene Material" hat nun ein wissenschaftlich orientierter Zeitgenosse in die Finger bekommen, es paraphrasiert und uns mal drüber schauen lassen. Das Problem dabei ist, dass dieses Material kaum Grundlagen erklärt, sondern nur Antriebssystem für Antriebssystem und Verriegelungssystem für Verriegelungssystem erklärt.

Dabei ist es unsere Aufgabe hier, aus diesen einzelnen Erklärungen - Gesetzte und Grundlagen abzuleiten.

Das hier ist Übrigens Teil 3 mit dem Schwerpunkt Druck, hier gelangt ihr zu:

• Teil 1 - Bewegung von Körpern
• Teil 2 - Reibung
  
• Teil 3 - Druck
• Teil 4 - Strömungen
• Teil 5 - Superposition

Und wie auch in den anderen Teilen gilt: Achtung, der Folgende Text enthält eine ganze Menge an Unsinn und kann bei Leuten mit einem Realschulabschluss oder höher geistige sowie körperliche Schmwerzen auslösen.

Kommen wir aber zum Thema und zwar zum Druck, dieser funktioniert nämlich schon wieder deutlich anders als in der empirisch adäquaten Physik, welche dank Blaise Pascal schon seit 1650 weiß, dass Druck allseitig ist. Aber genau dass sehen die Waffensachverständigen grundliegend anders, denn hier kann es sogar vorkommen, dass Druck einfach zu einem Synonym für den Stoß (gemeint ist der Kraftstoß) gehalten wird. Aber dieses noch krudere Modell ist hier nicht Objekt der Beobachtung.

Viel mehr geht aus den Beschreibungen hervor, dass Druck nicht allseitig wirkt, sondern den Weg des gierigsten Widerstanden geht und zwar 'nur diesen Weg. Der Druck der Waffensachverständigen besitzt demnach eine Art Intelligenz, welche ihn diesen Weg vor jeglicher Strömungsbewegung wissen lässt.

Hier noch noch kurz der Einschub, dass Haupt-Strömungen in der Realität tatsächlich den Weg des geringsten Widerstandes fließen, das tun diese jedoch nicht trotz der Tatsache, dass Druck allseitig ist, sondern gerade weil Druck allseitig ist, die Strömung errät gewissermaßen durch Versuch und Irrtum, woher es geht, weil der Druck eben durch seine Allseitigkeit versucht alle möglich und eben unmöglichen Wege zu nehme. So die knappe Zusammenfassung der recht komplexen wissenschaftlichen Strömungslehre.

Aber nun endlich zum Versuchsaufbau. Dieser besteht aus einer Gasflasche, welche mit einem Gas (blau) gefüllt ist. Das Gas besitzt einen Druck von 10 Bar. Neben dem regulären Gashahn oben an der Flasche besitzt diese zwei Überdruckventile, welche zum Zeitpunkt t0 noch von ihren Federn verschlossen gehalten werden. Dabei besitzt das obere Ventil (grün) eine Grenze von 3 Bar, das untere (cyan) eine von 5 Bar.

Startet wir nun das Experiment so kommt es in der Welt der Waffensachverständigen dazu, dass sich nur das Ventil mit einer Grenze von 3 Bar öffnet, denn Druck geht in deren Welt den Weg des geringsten Widerstanden und zwar nur diesen weg. Da das 5 Bar Ventil dem Druck einen höheren Widerstand entgegen setzt, öffnet dieses sich nicht. Da Druck aus der Flasche entweicht, singt dieser im Inneren der Gasflasche von 10 auf 9 Bar. 

Jetzt könnte man vermuten, dass sich das Ventil mit einem Grenzwert von 3 Bar schließt sobald das Druck in der Flasche unter >3 Bar fällt. Dies ist jedoch nicht der Fall, da das Ventilstück (grün) bei seiner Öffnung sogenannte Kraft-Kapazität (kurz KK) aufgenommen hat. Diese Besonderheit in der Physik der Waffensachverständigen, erlaubt es einem Körper, auf welchen zuvor Kraft eingewirkt hatte, Bewegungen auszuführen.

Hier ist nun das besondere, dass Kraft-Kapazität das erste mal eine Bewegung aktiv verhindert und zwar erlaubt es die Kraft-Kapazität des Ventilstücks (grün) das Ventil eine Weile geöffnet zu halten, obwohl die Schließfeder des Ventils dieses eigentlich wieder schließen möchte. Dieses Verhalten bedingt jedoch, das Kraft-Kapazität nicht nur einen Betrag, sondern auch eine Richtung besitzen kann. Etwas, das eigentlich bis jetzt nicht möglich war.

Um der Sache auf den Grund zu gehen, hat unser Waffensachverständigen-Spion sogar selber noch mal nachgefragt. Was übrigens laut seiner Aussage nach einen kleinen dreistelligen Betrag gekostet hat, weil der Waffensachkundelehrer, dass als eine Art privater Nachhilfe abgerechnet hat.

Die Antwort, wann sich dann das Ventil wieder schließen würde war: "Wenn der Druck in der Flasche 0 erreicht". Demnach leert sich die Flasche nach dem erreichen von unter >2 Bar immer weiter, während das Ventil offen stehen bliebt, bis im Inneren der Gasflasche 0 Bar erreicht werden, erst dann schlösse sich das Ventil. Dabei wäre, nach der üblichen Berechnung von Luftdruck 0 Bar ein Ultrahochvakuum*, etwas, das man selbst in der Raumfahrt kaum erreicht.

Die Ursache liegt wohl darin, dass auch Gas eine Kraft-Kapazität innewohnt, welches es zu einer regelrechten Flucht, vom Ursprungsort veranlassen kann. Bewegt sich also das Gas einmal etwas aus der Flasche heraus, so hört es mit dieser Bewegung erstmal nicht auf, sondern verlässt die Flasche vollständig, wie eine einmal geworfene Perlenschnur, ziehen wohl die bewegten Gasmoleküle ihre Artgenossen mit sich.

Hier haben wir also die Antworten auf viele Fragen zum Thema Gasdrucklader und vor allem zum Verhalten von Schalldämpfern. Intelligenter Druck, welcher den Weg des gierigsten Widerstanden schon kennt, noch bevor er selber die erste Bewegung ausgelöst hat und auch nur bereits ist diesen exakten Weg zu gehen, der Arbeitet eben grundliegend anders als der empirisch adäquate allseitige Druck eines Blaise Pascal.

Aber sehen wir uns an, wie das Experiment mit der Gasflasche in der Realität ablaufen würde. 

Als erstes ist Aufbau so in der Form schon schwierig, denn die Realität kann man nicht einfach anhalten, um einen t0 (time Zero) zu erzeugen, ergo einen nullten Moment. Man müsste irgendwie zwei Sperrstifte in die Ventile einbringen und diese gleichzeitig entfernen. Wie dem aus sei, hier wieder unsere Gasflasche gefüllt mit einem Gas und einem Gasdruck von 10 Bar, bedeutet auf jeden Quadratzentimeter des Flaschen inneren wirken, nach der Format p = F / a, 100 Newton. Aber auch die drei Ventile werden von dieser Kraft beaufschlagt.

Übrigens sind Druck und Kraft nicht das Selbe, sonst könnte man nach der Aussage p = F in der Formal p = F  / a das F durch ein zweites p austauschen und auf p = p / a vereinfachen. Wer in Mathe aufgepasst hat weiß, das man jetzt als a nur noch 1 oder -1 einsetzten kann. Und da uns aus der Realität Flächen bekannt sind, welche nicht genau 1 betragen, ist dieser Unsinn mathematisch widerlegt.

Nun starten wir unseren Versuch und laden bereits im zweiten Zeitabschnitt (t2). Da Druck in der Realität allseitig ist, werden alle drei Ventile mit der gleichen Kraft beaufschlagt, das Hauptventil oder auch Nutzventil (dunkelrot) ist in der Lage dem Druck zu widerstehen, da sich dessen Ventilgewinde im Ventilhals formschlüssig abstützen kann.

Die durch Federn kraftschlüssig verschlossenen seitlichen Ventile öffnen sich beide beinahe Zeitgleich und entlassen Gas aus der Gasflasche. Der Grund dafür ist die bereits erwähnte Allseitigkeit des Gasdrucks nach Blaise Pascal. Der Gasdruck drückt auf alles und bei entsprechend ausgelegter Mechanik verursacht diese Beaufschlagung Bewegungen, in unserem Fall bewegen sich die negativen L-Stücke der beiden seitlichen Ventile, da mit 10 Bar ein höherer Druck an ihnen anliegt, als sie für einen Öffnung benötigten.

Das durch die Öffnung der seitlichen Ventile Gas ausgelassen wird, führt zu einem Absinken des Gasdrucks innerhalb der Gasflasche. Der Grund dafür liegt in der idealen Gasgleichung:

p = K * n * t / V

Druck ist gleich Gaskonstante mal Teilchenzahl mal Temperatur durch Volumen 

Das ablassen von Gas führt zu einem Verlust von Gasteilchen, wodurch der Gasdruck innerhalb der Flasche von 10 Bar auf 9 Bar abgesunken ist es wirken demnach nur noch 92 Newton auf jedem cm².

Beim Öffnen der Ventile gegen ihre Rückstellfeder, werden diese übrigens komprimiert und Spannenergie wird in ihnen gespeichert. Das wird später nochmal wichtig werden.

Wir verlieren immer weiter Gas, bis wir im Inneren der Gasflasche auf einen Wert unter >5 Bar fallen, denn ab diesem Zeitpunkt wird sich das untere Überdruckventil (Cyan) schließen. Da nun der Gasdruck von 4,9 Bar nicht mehr ausreichend ist, um die Rückstellfeder dieses Ventils geöffnet zu halten. Das Ventil schließt sich, was zur Folge hat, dass nun weniger Gasmasse, sprich Teilchenzahl n der idealen Gasgleichung, entweicht. Der Gasdruck sink nun deutlich langsamer, hier in der Zeichnung würde er nur noch halb so schnell sinken, weil sich der Strömungsdurchgangsdurchschnitt halbiert hat.

Zudem wäre der Druckunterschied zur Beantwortung dieser Frage extrem wichtig. Um so höher der Druck in der Flasche und um so niedriger der Druck der Umgebungsgase umso schneller und Kraftvoller findet der Druckausgleich statt. Näheres kann dem Schalldämpfer Kompendium entnommen werden. 

Sobald das Gasdruck im Inneren das Gasflasche unter >3 Bar sinkt, wird sich auch das obere Überdruckventil schließen, dessen Feder zwar weniger Widerstand leistet als jene des 5 Bar Ventils aber bei 2,9 Bar, im Inneren der Flasche, ist auch beim zweiten Ventil Ende und die gespeicherte Spannenergie der Schließfeder schiebt das negative L-Ventil so zurück in das Innere der Flasche, dass kein weiteres Gas austreten kann.

Wenn ab diesem Zeitpunkt nicht mehr weiter passiert, bliebt die Flasche in diesem Zustand. Um weiter Gas entnehmen zu können, müsste nun das Hauptventil (rot) aufgedreht werden, da dieses kein Drucklimit besitz, würde solange Gas aus der Düse (Orange) ausströmen, bis - und jetzt wird es nochmal wichtig - in der Gasflasche 1 Bar herrscht, da die Umgebungsluft ebenfalls einen Gasdruck von ~1 Bar hat, würde sich die Flasche niemals auf 0 Bar entleeren.

Was genau passiert, würde von der Masse des Gases im inneren der Flasche abhängen. Wäre das Gas in der Flasche leichter als Luft, wie zum Beispiel Helium, würde es zu einem nicht abrupten aber recht zügigen Gasaustausch kommen. Am Ende wäre die Flasche voll mit Umgebungsluft während das Helium aus der Flasche entwichen wäre. Bei einem schwereren Gas wie Co2, würde das meiste Gas in der Flasche verbleiben, ein Austausch mit der Umgebungsluft fände nur sehr begrenzt statt. Gäbe es ein Gas, welches die exakt gleiche Dichte hätte, wie die Umgebungsluft, Kohlenmonoxid ist nah dran, käme es zu einem sehr langsamen Austausch zwischen Umgebungsluft und dem Inneren der Gasflasche.

Fazit:

Auch die Vorstellungen über Druck und seine von den Waffensachverständigen angedichtete Fähigkeit immer nur den Weg des geringsten Widerstandes zunehmen führt zu vielen Missverständnissen zb. um Schalldämpferbau, welcher sich mit einem Blick in ein Physikbuch der 5. Klasse leicht vereiden ließen. Am Ende ist es dann doch wieder die Kraft-Kapazität, welche Ventile und die Kolben von indirekten Gasdruckladern gedanklich nicht rechtzeitig schließen. Zusätzlich ist die KK auch im Stande ganze Gasschaden in eine Richtung ziehen zu lassen, wohingegen sich diese in der Realität allseitig ausbreiten würden.

Anmerkung:

Es gibt einige Fachbereiche der Strömungslehre in welchem die Umgebungsluft nicht 1 Bar, sondern 0 Bar beträgt und ein Vakuum als -1 Bar definiert ist.

*Ja das heißt wirklich so, das ist ein Fachbegriff. Es gibt verschiedene Stufen von Vakua von Grobvakuum bis Ultrahochvakuum. Feinvakuum geht von 1 Millibar bis 0.001 Millibar.

Einfluss von Schalldämpfern auf automatische Waffen

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem neune Post zum Thema Waffenkunde.

Ich musste neulich wieder die Aussage hören, dass man es ja gar nicht voraussehen könnte, ob ein Schalldämpfer bei einer automatischen ergo selbstladenden oder schnellfeuerfähigen Waffe nun Unterfunktion oder Überfunktion entsteht.

Ja gut, dass kann man natürlich nicht, wenn man nicht weiß, welche Waffen von welchen Kräften angetrieben werden und Gasdruck nicht vom Rückstoß unterscheiden kann. Das ist als würde man versuchen zu kochen, ohne in der Lage zu sein Zucker von Salz zu unterscheiden.

Deswegen erstmal die Grundladen, die eigentlich Jeder, der sich mich Waffentechnik auseinandersetzt beherrschen sollte. 

Waffen mit Masseverschluss, werden vom Gasdruck angetrieben wie man anhand dieser einfachen Rechnung hier nachvollziehen kann oder wie man in diesen Fachwerken nachlesen kann.

Waffen mit Gasbohrung oder Staudüse werden ebenfalls vom Gasdruck angetrieben.

Waffen mit lang zurückgeleitendem Lauf werden vom Rückstoß angetrieben, der lokal wirkende Gasdruck kann eine Lauf-Verschluss-Koppelgruppe nicht bewegen, genauso wie ein Dampfdrucktopf nicht plötzlich durch die Küche fliegt, weil der Deckel von unten Druck erfährt. 

Soweit so einfach, das erste mal kompliziert wird es erst bei Waffen mit kurz zurückgleitendem Lauf, denn das kurze zurückgeleiten des Laufes wird zwar durch den Rückstoß bewerkstelligt und damit auch die Entriegelung. Jedoch passiert dies so früh, dass noch mehr als genug Gasdruck im Lauf vorhanden ist, um den Verschluss nach hinten zu treiben. Die Verschlussöffnung wird also hier durch den Gasdruck angetrieben.

Mit diesen Erkenntnissen ergibt sich der erste Teil unserer Tabelle.

• Masseverschlüsse erleben Überfunktion
• Waffen mit Gasbohrungen oder Staudüsen erleben Überfunktion

• Waffen mit lang zurückgleitendem Lauf erleben Unterfunktion

• Waffen kurz zürckleitendem Lauf erleben beim Entriegeln Unterfunktion
• ...aber beim öffnen des Verschlusses Überfunktion

Die Ursache für die Überfunktion von Gasdrucklader ist einfach, dass das Gas länger im System gehalten wird. Die meisten Gasdrucklader (Masseverschlüsse wie auch solche mit Laufbohrungen und Staudüsen) sind drauf ausgerechnet, dass es mit dem Austritt des Geschosses aus der Mündung, zu einem rapiden Gasdruckabfall kommt. Dieser schiebt sich jedoch Zeitlich weit nach vorne und so hat der Gasdruck deutlich länger Zeit auf direkt auf den Verschluss (bei Masseverschlüssen) oder auf Gaskolben (Gasdrucklader mit Hubkolben) oder Teile des Verschlusses (Gaseinleitung) einzuwirken.

Die Ursache für die Unterfunktion bei Rückstoßlader liegt in der Zusätzlichen Masse am Lauf, welche mit bewegt werden muss. Die meisten Rückstoßlader sind darauf berechnet, genau ihre Laufmasse zu bewegen, wenn auch mit Spielraum. Wird diese zu bewegende Masse erhöht, so ergibt sich Unterfunktion.

Gleiches gilt für Rückstoßlader mit kurz zurückgleitendem Lauf, nur das dort die Entriegelung sehr früh geschient und nach dem Übergang von der formschlüssig statischen Verbindung zur kraftschlüssig dynamischen der verbleibende Gasdruck im Lauf den Verschluss- oder Schlitten-Antrieb übernimmt. Dies ist gut zu beobachten bei Waffen, dessen Auszieherkralle entfernt wurde und welche trotzdem zum Auszug und teilweise sogar zum fehlerfreien Auswurf von Patronen fähig sind, nachdem das Geschoss den Lauf der Waffe verlassen hat, da ab diesen Zeitpunkt der Rückstoß nicht mehr in der Lage ist, auf Waffenteile einzuwirken.

Jetzt wird es aber nochmal kurz kompliziert und wir müssen uns kurz mit dem Thema Rohrhub beschäftigen. Dieses Phänomen dürfe am ehesten von Maschinengewehren wie dem MG42 oder MG08/15 bekannt sein. Hier wird das Rohr selber als Gaskolben verwendet und vom Gasdruck in einer Staudüse nach hinten geworfen.

Dieser Effekt tritt aber nicht nur dann auf, wenn man ihn haben will, sondern immer, wenn sich dem Gasdruck die Gelegenheit bietet, sich zwischen einen beweglichen Lauf und das Waffengehäuse zu drängeln. Wichtig wird dieser Effekt, wenn wir uns mit Schalldämpfer beschäftigen, welche nicht an die Rohrmündung also ein Laufgewinde, sondern am Waffengehäuse befestigt werden, denn dann gelten Teilweise komplett andere Regeln für den Einfluss von Schalldämpfern auf automatische Waffen.

• Gasdrucklader erleben weiter Überfunktion, da ihre Läufe meist feststehen.
• Rückstoßlader mit lang zurückgleitenden Läufen erleben Überfunktion.
• Rückstoßlader mit kurz zurückgleitenden Läufen erleben Überfunktion beim Entriegeln und Laden.

Die zunächst vom lauffesten Schalldämpfern benachteiligen Rückstoßlader erleben nun, durch Rohrhub, durchgehen Überfunktion. Die lauffesten Schalldämpfer verhalten sich, an der Mündung der Waffe, wie die Staudüsen von MG42 und MG08/15 und verwandeln die Waffen praktisch in Gasdrucklader.

Schalldämpfer und automatische Waffen Als praktische Tabelle

Fazit:

Wir sehen also, dass das Verhalten von automatischen Feuerwaffen in Verbindung mit herkömmlichen Schalldämpfern nicht dem Zufall überlassen ist, sondern sehr wohl vorausgesehen werden kann, wenn man zwei Bedingen erfüllt. Ernstes muss man sich an die wissenschaftliche Einteilung von Antriebssystemen halten. Zweitens muss man in der Lage sein Gasdruck und Rückstoß zu unterscheiden und drittens muss man zwischen laufwesten und gehäusefesten Schalldämpfer unterscheiden und den Effekt des Rohrhubes kennen.

Appendix:

Es existieren natürlich auch Schalldämpfer, welche diese Probleme durch besonderen Konstruktionen umgehen. So schalten Schalldämpfermasseentkoppler (Nielsen Device) die Unterfunktion bei Waffen mit kurz zurückgleitendem Lauf weitgehend aus. Schalldämpfer mit entlüfteter Erststufe (Flow Through Design) erzeugen bei Gasdruckladern weniger Überfunktion und Schalldämpfer mit deutsch erweiterter Erststufe erzeugen bei Rückstoßladern deutlich weniger Rohrhub.

Funktion einer Waffe mit Vorlaufzündung

 Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem neuen Post aus dem Bereich der Waffentechnik. Heute sehen wir uns die Funktion einer Waffen mit echter Vorlaufzündung an. Bedeutet, die Zündung beschied wirklich noch während des Vorlaufes und nicht erst danach, wenn der Verschluss bereits zum stehen gekommen ist.

Weil es immer wieder zu Verwechslungen kommt, hier nochmal der deutliche Hinweis, dass so gut wie keine bekannte Handfeuerwaffe echte Vorlaufzündung verwendet. Die meisten günstigen Maschinenpistolen wie Uzi, Sten, PPSch-51 oder Thompson M1A1 zünden durch ihren Verschlussvorlauf, nicht während diesem. Eine Ausführliche Erklärung des Unterschiedes findet sich am Ende des Posts.

Aber nun zur Erklärung, denn im Gegensatz zur ''Zündung durch Vorlauf'' ist die '''Zündung während des Vorlaufes''' (eng. Advanced Primer Ignition) verriegelungsrelevant. Durch eine spezielle Einrichtung, wird die Patrone bereits gezündet, noch bevor der Verschluss in seiner vordersten Position angekommen ist. Dadurch müssen die Stoßbodenkräfte, vor allem der Gasdruck, nicht nur die Masseträgheit des Verschlusskörpers überwinden, sondern zusätzlich gegen dessen nach vor gerichteten Bewegungsimpuls ankämpfen, um diesem jetzt endlich zu einer Bewegung nach hinten zu zwingen.

Eine Zündung während des Vorlaufes ist nur möglich wenn, zum einen der Zündstift zu einem genau bestimmten Zeitpunkt auf das Zündmittel der Patrone trifft. Zum anderen muss dem Zündstift ein Gegenlager geboten werden, damit sein auftreffen auf das Zündmittel nicht einfach zu einem ''nach vorne schieben'' der Patrone führt.

Die Waffe befindet sich in Ruhe, eine Patrone ist jedoch bereits aus dem Patronenvorrat entnommen worden und wird von den Auszieherkrallen (dunkelrot) des Verschlusses (rot) gehalten. Der Verschluss (rot) befindet sich in hinterster Stellung und wurde gegen die Verschlussfeder gespannt.

Der Bewegungsimpuls beträgt zu diesem Zeitpunkt 0, der Gasdruck in der Patrone beträgt mit 1 bar in etwas den Druck der Umgebungsluft.

Der Schütze hat den Abzug abgekrümmt, der Verschluss (rot) beginnt seinen Weg nach vorne. Angetrieben wird er dabei von seiner Schließfeder. Bei seinem Vorlauf stößt die Zündwippe (grün) des Verschlusses (rot) auf eine gehäusefeste schräge Ebene (cyan), die Zündwippensteuerkurve. Diese zwingt die Zündwippe, zur einer Rotation, welche den Zündstift (schwarz) langsam in Richtung Zündhütchen zwingt.

Der Bewegungsimpuls des Verschlusses ist nun hoch, der Gasdruck liegt noch bei 1 bar.

Der Verschluss (rot) setzt seinen Vorlauf weiter fort, dabei wird die Zündwippe (grün) von der gehäusefesten Steuerkurve (cyan) soweit zur Rotation gezwungen, dass der Zündstift (schwarz) in das Zündhütchen der Patrone (messingfarben) gedrückt wird. Dies ist nur deshalb möglich, weil die Auszieherkrallen (dunkelrot) die Patrone an ihrem Platz halten, wären diese nicht vorhanden, würde die Patrone einfach nach vorne weg gedrückt werden.

Es kommt zur Zündung der Patrone, da sich jedoch der Gasdruck in der Brennkammer der selbigen erst entwickeln muss, setzt der Verschluss seinen Vorlauf noch ein wenig fort.

Der Bewegungsimpuls des Verschlusses ist nach wie vor hoch, der Druck in der Patrone steigt, kann aber vorerst wenig ausrichten, da die Patrone erst noch ein geschlossenes System darstellt.

Das Geschoss hat den Mund der Patronenhülse verlassen, die Gasdrucksäule im Lauf ist nun in der Lage, sowohl das Geschoss durch den Lauf zu treiben als auch die Patronenhülse nach hinten. Ursache dafür ist die Allseitigkeit des Drucks in Geschlossenen Räumen nach den Gesetzen von Blaise Pascal.

Der auf die Patronenhülse ausgeübte Druck versucht diese nach hinten aus der Patronenkammer heraus zu treiben, diese wird jedoch vom Verschluss (rot) abgestützt. Diese besitzt jedoch zu diesem Zeitpunkt immer noch einen nach vorne gerichteten Bewegungsimpuls, welcher zunächst vom Gasdruck überwunden werden muss. Ist dies geschehen, besitzt der Verschluss (rot) für einige Sekundenbruchteile eine Geschwindgeit von genau 0. Er bleibt kurz stehen, bevor er seine vorderste Position erreichen kann. Der stehende Verschluss besitzt, zwar keinen Bewegungsimpuls mehr, jedoch noch einen Ruheimpuls entsprechend seiner Masse. 

Ab dem Zeitpunkt seines Zwischenstopps, verhält sich ein Verschluss mit ''Zündung während des Vorlaufes'' genau wie ein regulärer Masseverschluss. Der Gasdruck treibt nun den Verschluss nach hinten, wobei die Patronenhülse wieder aus dem Patronenlager herausgezogen und schließlich ausgeworfen wird. Dabei zieht sich der Zündstift meist aus Sicherheitsgründen wieder aus dem Stoßboden zurück.

Vorteile und Nachteile

Das große Vorteil des Systems ist, dass man durch ''Zündung während des Vorlaufes'' den Verschluss deutlich leichter konzipieren kann als bei reinen Masseverschlüssen. Je nach Gasdruck der verwendeten Patronen und der Verschlussvorlaufgeschwindigkeit, lässt sich das Gewicht um bis zu 66% verringern. Da die Vorlauf Geschwindigkeit eine derart große Bedeutung für das System darstellt, werden meist sehr potente Verschlussfedern verbaut. Die Verschlussfeder der 20 mm Oerlikon Maschinenkanone muss entweder von drei Mann oder durch ein Spannseil mit starker Hebelwirkung gespannt werden.

Der große Nachteil des Systems ist zum einen die aufwändige Zuführung. Aus dem Patronenvorrat entnommene Patronen müssen umfassend ergriffen werden und gegen den Stoßboden fixiert werden, um dem Zündstift ein Gegenlager zu bieten. 

Zu anderen muss die Munition sehr sorgfältig produziert werden. Sollte es zu einem Spätzünder kommen, bei welchem ein abgeschlagenes Zündhütchen erst zeitlich verzögert die Treibladung entzündet, so wird es vorkommen, dass der Verschluss seinen Vorlauf bereits abgeschlossen hat. Vorne an- und zum stehen gekommen, würde sich der Verschluss wie ein normaler Masseverschluss verhalten, hätte jedoch für den Druck der Patrone nicht die nötige Masse. Die sichere Verschlussgeschwindigkeit würde überschritten werden.

Verschlüsse mit ''Zündung während des Vorlaufes'' haben zudem ein Problem mit der S-Strecke mancher Patronen und setzen deshalb meist zwingend besondere Munition voraus. Ist dies nicht möglich, so müssen entsprechende Waffen mit verlängerten Patronenkammern ausgestattet werden, welche eine Patrone auch dann schon umfänglich abstützen, auch wenn diese noch nicht vollständig in das Patronenlager eingeführt wurde.

Waffen die nachweisliche keine echte Vorlaufzündung besitzen

Immer wieder wird vor allem in Sachbücher] einfachen Maschinenpistolen wie der israelischen Uzi eine ''Zündung während des Vorlaufes'' nachgesagt. Dies ist jedoch durch aktuelle Zeitlupenaufnahmen und zeitgenössische Experimente widerlegt worden.

Für das Experiment wurden 30 Schuss im Einzelfeuer aus einer Uzi-Maschinenpistole regulär abgegeben. Danach wurde ein blinder Auszieher verbaut, die Patronen einzeln in die Patronenkammer der Waffe gelegt und abgefeuert. Da keine schnellere Verschlussrücklaufgeschwindigkeit gemessen wurde, ist dazu auszugehen, dass die Patronen erst bei vollständiger Einführung in die Patronenkammer zünden und nicht schon während des Vorlaufes.

Grundlagen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

The Machine Gun Analysis of Automatic Firing Mechanism, Georg M. Chinn ,1955

Engineering Design Handbook Automatic Weapons, USA Materiel Command, 1970

Warum haben Rückstoßlader Gasnachwirkung aber Gasdrucklader keine Rückstoßnachwirkung?

Hallo alle zusammen und herzlich Willkommen zu einem neuen Beitrag zum Thema Waffentechnik. Ich hatte indirekt neulich eine Frage gestellt bekommen und zwar wollte jemand allgemein wissen, warum es bei Peter Dannecker in Verschlusssysteme von Feuerwaffen bei der Verschlussantriebsart immer nur heißt:

[...]und Gasnachwirkung durch Resteigengasdruck. zb. S. 262

Dagegen aber niemals:

[...]und Rückstoßnachwirkung erzeugt durch die Geschossbewegung.  

Es wurde auf diese Weise gefragt, warum Rückstoßlader eine Gasnachwirkung haben aber direkte Gasdrucklader keine Rückstoßnachwirkung. 

Dies ist eine sehr gute Frage, die recht jedoch einfach zu beantworten ist. Das Stichwort heißt hier Impulsgleichheit, vereinfacht ausgedrückt verursacht, bei einem direkten Gasdrucklader wis. (Rückdrucklader aws.), nicht nur das Geschoss eine Gegenreaktion, sondern auch der nach hinten getriebene Verschluss. Das wird leider oft übersehen aber nach Issac Newton hat jede beschleunigte Masse eine Gegenreaktion.

Kanonenpendel

Das Ganze lässt sich an dieser Kinematik hier sehr leicht nachvollziehen. Im ersten Bild hat man in einem Pendelkanone zwei Geschosse mit identischem Gewicht, zündet die Ladung in der Mitte, werden beide Geschosse beschleunigt und erhalten dabei ihren Impuls und erzeugen so beide auch einen Gegenimpuls. Da beide Geschosse gleich schwer sind und gleich stark angetrieben werden, sind auch die Gegenreaktionen identisch und heben sich gegenseitig auf.

Bei einem direkten Gasdrucklader werden Geschoss und Verschluss zeitgleich beschleunigt und erzeugen gleichzeitig jeweils eine Gegenreaktion. Beide versuchen die Gasdrucksäule als fluidmechanischen Körper zu verwenden. Dabei ist die Gegenreaktion des Geschosses zwar stärker, da das Geschoss zwar leichter aber schneller ist, trotzdem wird diese Gegenreaktion teilweise aufgehoben. Der vom Schützen beim feuern von direkten Gasdruckladern erfahrene Rückschlag wird zum Großteil vom Verschluss erzeugt, wenn dieser hinten an das Waffengehäuse schlägt und diesem dabei einen elastischen Stoß gibt.

Der Grund, warum ''Nachbeschleunigung durch Rückstoß'' nicht möglich ist, ist die Definition von Nachbeschleunigung. Diese bezieht sich auf die Phase nach dem Abgang des Geschosses, also den Zeitpunkt, an dem das Geschoss den Lauf der Waffe verlassen hat. Sobald aber das Geschoss den Lauf der Waffe verlässt, kann der Rückstoß die Gasdrucksäule im Lauf nicht mehr als fluidmechanischen Körper nutzen. (Praktisch schon, denn das ''Gaskissen'' zwischen Mündungskrone und Geschoss ist noch 1 cm lang dicht genug.) In der Regel sagt man aber, dass ein Geschoss, welches die Mündung der Waffe (Mündung der Waffe, nicht Mündung des Laufes) verlassen hat, diese nicht mehr beeinflussen kann.

Mit dem Gas in der Waffe sieht es jedoch anders aus, nach dem das Geschoss den Lauf der Waffe verlassen hat, braucht das Gas im Lauf noch eine ganze Weile (vergleiche Zeitlupenaufnahmen), bis es sich komplett entspannt und sich mit der Umgebungsatmosphäre ausgeglichen hat. Da Gas, entgegen einiger merkwürdiger Meinungen, nicht den Weg des geringsten Widerstandes geht, sondern alle angrenzenden Flächen beaufschlagt drückt das Gas auch dann noch, über die Patronenhülse, auf den Verschluss wenn das Geschoss den Lauf der Waffe schon lange verlassen hat.

Dies ist der Grund, warum viele Rückstoßlader mit kurz zurückgeleitendem Lauf ihre Patronenhülsen auch bei entfernter Auszieherkralle ausziehen und sogar auswerfen können. Der Rückdruck schiebt die Hülse aus der Patronenkammer heraus, die Auszieherkralle wird nur zum Entladen der Waffe benötigt (und bei machen Modellen Richtunggebend). 

Dieses Prinzip kann man auch gut bei der Verwendung einen Schnittpfropfenschalldämpfers beobachten, dieser hält Gas in der Waffe zurück. Hat man einen direkten Gasdrucklader mit einer Repetiersperre, kann man die Waffe abfeuern und nach dem aufheben der Repetiersperre beobachten, wie die Waffe noch repetiert, während das Geschoss schon einige Sekunden hinten im Kugelfang liegt und dort sicher keinen Rückstoß mehr auf die Waffe übertragen kann. Bei einem Rückstoßlader kann man dieses Phänomen nicht beobachten. Diese müssen von Hand repetiert werden, schlagen einem aber plötzlich in die Hand, sobald man die Verriegelungselemente ausgesteuert hat und die Verriegelung der Waffe von formschlüssig-statisch zu kraftschlüssig-dynamisch übergegangen ist.

So, ich hoffe ich konnte mal wieder ein wenig Mündungsfeuer ins Dunkel bringen.

Grundladen wie immer meine Fachbücher: Die zehn besten Bücher zum Thema Funktion von Handfeuerwaffen sowie das Schalldämpfer Kompendium Band 6 von Martin Erbinger und Andreas Burth und Technische Strömungslehre von Willie Bohl.

Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader mit Kammerhub, Schwenkriegel

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch indirekt wirkenden Gasdruck, durch Antrieb einer schwimmenden Patronenkammer. Verriegelt durch einschwenken eines Nasenriegels. In keiner bekannten Waffen eingesetzt.

Kinematik: Gasdrucklader mit Kammerhub, Stützkappen

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich in Ruheposition.

Bild 2: Der Schuss bricht, die Pulverladung in der Patrone wird in Pulvergase umgesetzt, diese Gase wirken zu allen Seiten hin. Da die Patrone zu diesem Zeitpunkt jedoch noch ein geschlossenes System darstellt, könne die Gase nur eine Bewegung verursachen und zwar das heraustreiben des Geschosses aus dem Hülsenmund. Sobald das Geschoss die Patronenhülse verlässt, versuchen die Pulvergase die Patronenhülse, wie einen Hohlkolben, nach hinten aus der Patronenkammer (lila) zu schnieben. Da die Hülse jedoch vom Verschluss (rot) abgestützt wird, überträgt sich die Kraft auf diesen. Da der Verschluss (rot) jedoch mit der Patronenkammer (lila) via einem Schwenkriegel (grün) formschlüssig verbunden ist, kann der Gasdruck die Patronenhülse nicht nach hinten schieben. Der Verschluss ist formschlüssig statisch.

Jedoch befindet sich zwischen Patronenkammer (lila) und Lauf (dunkel petrol) ein Spalt, in diesem Spalt kann der Gasdruck eindringen und beaufschlagt dort sowohl eine Fläche welche zur Patronenkammer (lila) gehört als auch eine welche Teil des Laufes (dunkel petrol) ist.

Bild 3: Da der Lauf (dunkel petrol) gehäusefest ist, die Patronenkammer (lila) aber relativ zu Waffenlauf und Gehäuse beweglich gelagert ist, wird die Patronenkammer (lila) durch den Gasdruck nach hinten getrieben. Da die Patronenkammer (lila) gegen den Verschluss (rot) abgestützt ist, wird der Verschluss (rot) ebenfalls nach hinten getrieben. Dabei wird der Schwenkriegel (grün) gegen eine gehäusefeste Steuerkulisse (blau) geschoben, so dass dieser angehoben wird. Sobald das Geschoss im Lauf der Waffe stark genug beschleunigt wird, kommt es nach dem dritten Gesetzt nach Newton zu einer Gegenreaktion welche die Kriterien eines Rückstoßes erfüllt. Da dieser Rückstoß jedoch die Pulvergase als fluidmechanischen Körper benutzt, wirkt dessen Kraft ebenfalls im Graben zwischen Lauf (dunkel Petrol) und schwimmender Patronenkammer (lila).

Bild 4: Nach kurzem gemeinsamen Rücklauf mit dem Verschluss (rot) stößt die Patronenkammer (lila) gegen eine gehäusefeste Begrenzung und wird in ihrer Bewegung gestoppt. Da zu diesem Zeitpunkt der Schwenkhebel (grün) von der Steuerkulisse (blau) aus seiner Raste im Verschluss (rot) gehoben wurde, kann der Verschluss frei zurücklaufen.

Bild 5: Angetrieben wird der Verschluss (rot) bei seinem Rücklauf durch die kinetische Energie, welche er beim gemeinsamen Zurücklaufen mit der Patronenkammer (lila) aufgenommen hat. Diese Energie reicht aus, um die Patronenhülse aus der Patronenkammer (lila) auszuziehen. Geholfen wird ihm dabei von der Rückstellfeder der beweglichen Patronenkammer (lila), welche diese wieder nach vorne in ihre Ursprungsposition bringen möchte. Der Auszug der Hülse gescheit sowohl durch das zurücklaufen des Verschlusses, als auch durch das nach vorne laufen der Patronenkammer.

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Waffenlehre für die Bundeswehr, Heinz Dathan, 1972

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

The Machine Gun Analysis of Automatic Firing Mechanism, Georg M. Chinn ,1955

Engineering Design Handbook Automatic Weapons, USA Materiel Command, 1970

Dieser Beitrag erscheint mit freundlicher Genehmigung von:

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Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader mit Zündhütchenhub, Stützkappenverschluss

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch indirekt wirkenden Gasdruck, durch Antrieb eines beweglichen Zündhütchens. Verriegelt durch ausfahren zweier Stützkappen. Eingesetzt mit anderer Verriegelung bei Prototypen des Garand-Gewehrs von 1919.

Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader, Stützkappen 

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich in Ruheposition.

Bild 2: Der Schuss bricht, das Treibmittel in der Brennkammer der Patrone wird chemisch in Treibgase umgesetzt, welche unter einem, enormen Druck stehen. Dieser Druck wirkt zu hallen Seiten hin und wirkt dabei auf das Heck des Geschosses, welches aus dem Mund der Patronenhülse heraus getrieben wird. Sobald das Geschoss in den Übergangskonus des Laufes eintritt und die Hülse kein geschlossenes System mehr darstellt, ist der Druck in der Lage nach hinten auf die Patrone zu wirken. Dabei versucht er diese wie einen Hohlkolben nach hinten zu schieben. Da die Hülse jedoch vom Verschluss (rot) abgestützt wird, überträgt sich die Kraft auf diesen. Der Verschluss wird jedoch durch zwei Stützkappen (grün) im Waffengehäuse (grau) abgestützt. Der Verschluss kann sich nicht öffnen, da er formschlüssig statisch verriegelt ist.

Durch die speziell gestaltete Patronenhülse ist der Gasdruck in der Brennkammer der Patronenhülse in der Lage das Zündhütchen (dunkel blau) nach hinten zu treiben, dabei betätigt das Zündhütchen (dunkel blau) den Zündstift (blau), dieser wird ebenfalls nach hinten bewegt und verhält sich dabei ähnlichem eines Gaskolben bei herkömmlichen Gasdruckladern.

Bild 3: Da es das Steuerstück (dunkel blau) ist, welches die Stützkappen (grün) nach außen zwingt, wird die Verriegelung des Verschlusses langsam gelöst, um so weiter der Zündstift (blau) nach hinten fährt.

Bild 4: Auch ohne direkten Antrieb durch das Zündhütchen (dunkel blau), fährt der Zündstift (blau) weiter nach hinten. Dabei wandert das Steuerstück (dunkel blau) so weit nach hinten, dass es die Stützkappen (grün) nicht mehr länger in die Stützkappentaschen im Waffengehäuse (grau) zwingt, sondern diese aus ihren Stützkappentaschen herauszieht, worauf sich diese in den Verschluss zurückziehen. Die formschlüssig statische Verrieglung des Verschlusses (rot) verwandelt sich nun in eine kraftschlüssig dynamische.

Bild 5: Sobald die formschlüssige Verriegelung durch die Stützkappen (grün) aufgehoben wurde, ist der Gasdruck im Lauf dazu in der Lage, die Patronenhülse nach hinten gegen den Verschluss (rot) zu treiben, welcher sich unter dieser Krafteinwirkung nach hinten bewegt und dabei die erste Hälfte der Repetierfunktion ausführt.

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Waffenlehre für die Bundeswehr, Heinz Dathan, 1972

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

The Machine Gun Analysis of Automatic Firing Mechanism, Georg M. Chinn ,1955

Engineering Design Handbook Automatic Weapons, USA Materiel Command, 1970

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Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader mit Gasüberlastung

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch indirekt wirkenden Gasdruck, durch Antrieb eines Gaskolbens. Verriegelt durch Gasüberlastung in einem Belastungskolben. Da es sich um ein Gedankenexperiment handelt, existieren keine Waffen welche dieses System verwenden.

Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader, Gasüberlastung

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich in Ruheposition..

Bild 2: Der Schuss bricht, das in der Brennkammer der Patronenhülse befindliche Treibmittel wird in Treibgase umgesetzt, welche zu alles Seiten hin wirken. Alleine die auf den Geschossboden wirkenden Gaskräfte können zu diesem Zeitpunkt etwas ausrichten und treiben das Geschoss aus dem Mund der Hülse heraus. Sobald das Geschoss in den Übergangskegel des Laufes eintritt, ist der Gasdruck in der Lage, die Patronenhülse wie einen Hohlkolben nach hinten gegen den Verschluss zu drücken. Da der Verschluss (rot) zu diesem Zeitpunkt nur mit seiner Masseträgheit dem Aushub der Hülse widerstehen kann, bewegst sich dieser nach hinten. Der Verschluss ist zu diesem Zeitpunkt kraftschlüssig dynamisch verriegelt.

Bild 3: Sobald das Geschoss die erste Gasentnahmebohrung im Lauf passiert, strömt Treibgas in den Gasbelastungszylinder des Gasbelastungssystems. Dort beaufschlagt es den Gasbelastungskolben (lila) rückwärtig, so dass dieser versucht den Verschluss (rot) zu schließen. Es kommt zu einem Kräftemessen zwischen der Patronenhülse, welche als Hohlkolben versucht den Verschluss (rot) zu öffnen und dem Belastungskolben (lila) welcher versucht den Verschluss zu schließen. Da der Belastungskolben dem Gasdruck jedoch eine größere Wirkfläche bietet, gewinnt der Gasbelastungskolben und ist in der Lage den Verschluss (rot) wieder zu schließen. Der Verschluss ist jetzt kraftschlüssig dynamisch verriegelt. Man spricht von einer Gasüberlastung.

Bild 4: Das Geschoss passiert die zweite Gasbohrung im Lauf, worauf sich der Zylinder das Gasentlüftungssystem mit Treibgasen füllt. In der Gasexpansionskammer des Entlüftungssystems beaufschlagt das Gas den Entlüftungskolben (grün) dieser bewegt ein Ventil im Gasbelastungskolben welches erst die Zufuhr von Gas aus dem Lauf unterbricht und anschließend eine Gasentlüftungsbohrung freigibt, darauf hin kommt es im Gasbelastungssystem zu einem rapiden Abfall von Gasdruck.

Bild4: Durch den Druckabfall im Gasbelastungskolben (lila) verlieht dieser seine Arbeitskraft und es gewinnt wieder die Patronenhülse, in ihrer Funktion als Hohlkolben, die Oberhand über den Verschluss (rot) und ist in der Lage, diesen nach hinten zu bewegen, wie bei eine, einfachen Masseverschluss. Die Waffe ist nun wieder kraftschlüssig dynamisch verriegelt. Durch den Resteigengasddruck im Lauf und die kinetische Restenergie des bewegten Massen, kann sich der Verschluss vollständig öffnen und den Repetiervorgang ausführen.

Um pneumatischen Schaltplan ergänzte Kinematik

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Waffenlehre für die Bundeswehr, Heinz Dathan, 1972

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

The Machine Gun Analysis of Automatic Firing Mechanism, Georg M. Chinn ,1955

Engineering Design Handbook Automatic Weapons, USA Materiel Command, 1970

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Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader mit Langhub, Kniegelenkverschluss

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch indirekt wirkenden Gasdruck, durch Antrieb eines Langhubkolbens. Verriegelt durch unterknickten Kniehebel. Reines Gedankenexperiment, bei keiner bekannten Schusswaffe eingesetzt.

Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader, Kniehebelverschluss

 Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich in Ruheposition.

Bild 2: Der Schuss bricht die Treibladung setzt sich in Gasdruck um, welcher zu allen Seiten hin wirkt. Der auf das Geschossheck wirkende Druck treibt das Geschoss aus dem Hülsenmund heraus. Sobald das Geschoss in der Übergangskegel des Laufes eintritt sind die Gase in der Lage auf die Patronenhülse zu wirken und diese nach hinten zu drücken. Diese Kraft wird von der Hülse auf den Verschluss (rot) übertragen, welche diese wiederum auf den Kniehebel (grün) überträgt. Da dieser bereits nach unten vorgebeugt ist, versucht sich dieser in diese Richtung weiter zu öffnen. Daran wird er jedoch vom Steuerstück (blau) gehindert. Eine Öffnungsbewegung des Verschlusses kann nicht stattfinden. Die Waffe ist formschlüssig statisch verriegelt.

Bild 3: Das Geschoss passiert auf seinem Weg durch den Lauf die Gasentnahmebohrung des Gassystems. Ein Teil der Pulvergase strömen in die Gasexpansionskammer und beaufschlagen dort den Langhubkolben (blau). Dieser wird nach hinten getrieben, wobei das Steuerstück (blau) den Kniehebel (grün) aus seiner vorgebäugten Stellung heraushebt.

Bild 4: Der Gaskolben (blau) passiert die beiden Gasentlüftungsbohrungen, worauf des Gasdruck im Zylinder schlagartig abfällt. Dies ist nötig, damit beim nächsten Schuss aus der Waffe kein Restgas des vorherigen Schusses im Gassystem verbliebt, welcher zu einer Überfunktion der Waffe führen könnte. Der Gaskolben (blau) kann sich jedoch aufgrund seines zuvor aufgenommenen Bewegungsmomentes weiter nach hinten bewegen. Dabei hebt das Steuerstück (blau) den Kniehebel (grün) weiter aus seiner nach unten vorgebeugten Stellung und führt diesen in eine nach oben gebeugte Stellung über.

Bild 5: Da sich der Kniehebel (grün) nach oben öffnen kann, tut er dies unter seiner kinetischen Restenergie, welcher er durch den Stoß des Steuerstückt (blau) erhalten hat. Der Verschluss der Waffe öffnet sich und führt dabei den ersten Teil der Repetierfunktion aus.

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Waffenlehre für die Bundeswehr, Heinz Dathan, 1972

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

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Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader mit Langhub, Drehkopfverschluss

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch indirekt wirkenden Gasdruck, durch Antrieb eines Langhubkolbens. Verriegelt durch Drehung des Verschlusskopfes. Eingesetzt bei AK-47, FN FNC, IMI Galil ARM und weitern.

Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader mit Langhub

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich in Ruheposition.

Bild 2: Der Schuss bricht, das Treibmittel in der Brennkammer der Patrone setzt sich durch Verbrennung in Treibgase um. Da die Treibgase mehr Raum beanspruchen als das Treibmittel, entsteht ein starker Druck in der Brennkammer der Patrone. Dieser Druck wirkt zu allen Seiten hin. Dem Druck, welcher auf das Heck des Geschosses wirkt, wird jedoch der geringste Widerstand geboten und so wird das Geschoss von den Pulvergasen aus dem Patronenmund in den Lauf der Waffe bewegt. Gleichzeitig beaufschlagt der Druck die Wände der Patronenhülse, welche das relativ weiche Hülsenmaterial nach außen verformen. Begrenzt wird die Bewegung des Hülsenschaftes jedoch vom Patronenlager (dunkel petrol). Der nach hinten gerichtete Gasdruck versucht die Patronenhülse nach hinten aus dem Patronenlager heraus zu schieben, da die Patronenhülse jedoch vom Verschlusskopf (rot) abgestützt wird, überträgt sich die Bewegung auf diesen. Teil des Verschlusskopfes (rot) sind jedoch zwei Verriegelungswarzen (dunkel rot) welche gegen Gegenwarzen im Schildzapfen (dunkel petrol) gestellt sind. Der Verschlusskopf ist auf diese Weise formschlüssig verriegelt, eine Rückwärtsbewegung der Patronenhülse findet nicht statt.

Bild 3: Bei seinem Weg durch den Lauf, passiert das Geschoss eine Gasentnahmebohrung im Lauf. Die Treibgase stehen unter so einem hohen Druck, dass sie sofort durch die Bohrung in eine Gasexpansionskammer strömen. In dieser Kammer beaufschlagen sie alle Seiten, den wenigsten Widerstand bietet die hinterste Seite. Dabei handelt es sich im die Stirn des Antriebskolben (lila), welcher beweglich gelagert ist und nach hinten getrieben wird. Da der Antriebskolben (lila) fest mit dem Verschlussträger (auch lila) verbunden ist, wird auch dieser nach hinten getrieben. Dabei Läuft der Verschlussträger (lila) zunächst über den Verschlusskopf (rot) ohne diesen zu bewegen. Dies wäre auch nicht möglich, da der Verschlusskopf (rot) mit seinen Verschlusswarzen (dunkelrot) immer noch im Schildzapfen (dunkel petrol) verriegelt ist.

Bild 4: Erst wenn der mit dem Verschlusskopf (rot) verbundene Steuerbolzen (dunkel rot) mit der ansteigenden Steuerkurve im Verschlussträger (lila) in Kontakt kommt, wird die Rückwärtsbewegung des Verschlussträgers (lila) in eine Aufwärtsbewegung des Steuerbolzens (dunkel rot) umgewandelt. Diese Bewegung wiederum wird in eine Drehbewegung des Verschlusskopfes (rot) umgewandelt. Bei dieser Drehbewegung verlassen die Verriegelungswarzen (dunkel rot) ihre Warzentaschen im Schildzapfen (dunkel petron), welche bisher eine Rückwärtsbewegung verhindert haben.

Mittlerweile hat das Geschoss den Lauf der Waffe verlassen, worauf es zu einem schnellen Abfall des Gasdrucks im Lauf gekommen ist. Um auch die Gasexpansionskammer von Gas zu befreien, passiert der Gaskolben (lila) bei seinem Rücklauf, Gasentlüftungsbohrungen welche das Gas aus der Kammer nach außen leiten. Das Gas steht jetzt für den Antrieb des Gaskolbens (lila) nicht mehr zur Verfügung.

Bild 5: Da das Gas im Lauf keine Gefahr mehr darstellt und zudem die Patronenhülsenwände nicht mehr gegen die Innenwände der Patronenkammer gepresst werden, kann die Hülse gefahrlos nach hinten ausgezogen werden. Dies geschieht durch den Verschlusskopf (rot), dieser wurde über seinen Steuerbolzen (dunkel rot) durch die Steuerkurve komplett aus dem Schildzapfen (dunkel petrol) herausgedreht. Nach dem Ende der Drehbewegung, bleibt der Steuerbolzen (dunkel rot) im Ende der Steuerkurve des Verschlussträgers (lila) hängen und wird so von diesem mit nach hinten gezogen. Diese Rückwärtsbewegung kann der Verschlussträger (lila) auch ohne weiteren Gasantrieb bewerkstelligen, da die kinetische Restenergie seiner bewegten Masse dazu in der Lage ist. Da der Gaskolben (lila) mit dem Verschlussträger (auch lila) eine Einheit bilden, wird er die ganze Rückwegstecke mitgenommen.

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Waffenlehre für die Bundeswehr, Heinz Dathan, 1972

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

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Waffenfunktion: Indirekter Gasdrucklader mit Kurzhub, Drehkopfverschluss

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch indirekt wirkenden Gasdruck, durch Antrieb eines Kurzhubkolbens. Verriegelt durch Drehung des Verschlusskopfes. Eingesetzt bei SKS und FN FAL mit anderer Verriegelung.

Indirekter Gasdrucklader mit Kurzhub, Drehkopfverschluss

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich in feuerbereiter Ruhestellung.

Bild 2: Der Schuss bricht, die Treibladung in der Brennkammer der Patrone setzt sich in Treibgase um. Diese Gase stehe unter einem hohen Druck, welcher alle Innenflächen der Brennkammer beaufschlagt. Der Druck, welcher auf das heck des Geschosses einwirkt treibt dieses aus der Patronenhülse heraus. Sobald die Patrone kein geschossenes System mehr darstellt, kann der Druck auf den Seelenbodes der Patronenhülse diese nach hinten treiben. Da jedoch die Patronenhülse vom Verschlusskopf (rot) abgestützt wird, überträgt sich diese Kraft auf diesen. Der Verschluss aber ist durch seine, in den Schildzapfen den Waffen eingreifenden, Verriegelungswarzen (dunkelrot) formschlüssig verriegelt. Eine Rückwärtsbewegung des Verschlusskopfes (rot) ist nicht möglich.

Bild 3: Das Geschoss passiert eine Gasentnahmebohrung im Lauf. Gasdruck kann so vom Lauf in die Gaskammer des Antriebszylinders gelangen. Dort beaufschlagt der Gasdruck den Antriebskolben (grün). Der Antriebskolben (grün) wird nach hinten getrieben und überträgt dabei seine Rückwärtsbewegung auf den Verschlussträger (lila). Bei seinem Rücklauf, überfährt der Verschlussträger (lila) den Verschlusskopf (rot), zunächst ohne diesen zu bewegen.

Bild 4: Beim Rücklauf des Verschlussträgers (lila) läuft ein Steuerbolzen (dunkel rot), welcher mit dem Verschlussträger (rot) verbunden ist, in einer Steuerkurze im Verschlussträger (lila). Erreicht diese ihre ansteigende Zone, wo zwingt der zurücklaufende Verschlussträger (lila) den Steuerbolzen (dunkel rot) zu einer Aufwärtsbewegung, diese Aufwärtsbewegung wird von der Verbindung zwischen Steuerbolzen (dunkel rot) und Verschlussträger (rot) in ein Drehbewebung des Letzteren verwandelt. Bei dieser Drehbewegung des Verschlusses (rot) verlassen die Verriegelungswarzen (dunkel rot) den Schildzapfen des Laufes.

Da das Geschoss den Lauf der Waffe mittlerweile verlassen konnte, hat der Antriebskolben (grün) keinen Kraft mehr, welchen ihn nach hinten treibt und so übernimmt seine eigenen Rückstellfeder und schiebt den Antriebskolben (grün) wieder in seine Ausgangsposition zurück.

Bild 5: Bei seinem indirekten Antrieb über den Antriebskolben (grün), hat der Verschlussträger (lila) jedoch genug Bewegungsenergie aufnehmen können, um sein weiteres Zurücklaufen auch ohne direkte Krafteinwirkung bewerkstelligen zu können. Dabei wird zunächst der Verschlusskopf (rot) weiter gedreht und sobald die Verriegelungswarzen (dunkel rot) komplett aus dem Schildzapfen des Laufen herausgedreht wurden, wird der Verschlusskopf (rot) ohne weitere Drehung gerade nach hinten gezogen, dies geschieht durch den Verschlussträger (lila), da der Steuerbolzen (dunkelrot) das Ende der Steuerkurze im Verschlussträger (lila) erreicht hat.

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

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Waffenfunktion: Direkter Gasdrucklader per Rollen ins Schnelle übersetzter Masseverschluss

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch direkten Gasdruck und Übersetzung ins Schnellere per Rollen, Masseverschluss. Verwendet in H&K G3 und Mauser Gerät 08H.

Kinematik: Direkter Gasdrucklader mit Rollenübersetzung

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich in Ruheposition.

Bild 2: Der Schuss bricht, das Treibladungspulver setzt sich in Pulvergase um, welche in der Brennkammer der Patrone zu allen Seiten wirken. Die Pulvergase, welche auf den Geschossboden wirken treiben das Geschoss aus dem Hülsenmund heraus. Sobald das Geschoss in den Übergangskonus eintritt und die Patrone kein geschlossenes System mehr darstellt, ist der Gasdruck in der Lage die Patronenhülse nach hinten zu treiben. Da die Patronenhülse vom Verschlusskopf (rot) abgestützt wird, überträgt sich die Rücklaufkraft das Hülse auf diesen.

Bild 3: Da der Verschlusskopf (rot) selber kraftschlüssig gelagert ist, bewegt sich dieser nach hinten. Im Verschlusskopf (rot) sind jedoch zwei Rollen (grün) gelagert, diesen werden vom Keil des Verschlussträger (lila) in zwei Rollentaschen im Waffengehäuse gedrückt. Diese Rollentaschen sind nach hinten flach auslaufend gestaltet. Diese Gestaltung sorgt dafür, dass die Rollen (grün) aus den Taschen herausrollen können, wenn der Verschlusskopf (rot) sich nach hinten bewegt. Beim zurücklaufen des Verschlusses (rot) werden die Rollen (grün) nicht nur nach hinten bewegt, sondern durch die Taschenform gleichzeitig in den Verschlusskopf (rot) eingedrückt. Werden die Rollen (grün) in den Verschluss (rot) eingedrückt, wirken sie dabei auf die schrägen Flächen des Keils des Verschlussträgers (lila). Dies sorgt dafür, dass der Verschlussträger (lila) nach hinten getrieben wird. Die Schrägen der Taschen, der Durchmesser der Rollen (grün) und die Schrägen des Kiels (lila) sind so berechnet, dass für jede Strecke die der Verschlusskopf (rot) zurücklegt, der Verschlussträger (lila) eine größere Strecke nach hinten gezwungen wird. Es kommt zu einer getriebetechnischen Übersetzung ins Schnellere, einer Abschleuderung. Gut zu erkennen ist dies, wenn man sich den Relativen Abstand von Verschluss (rot) und Verschlusskörper (lila) zu einander ansieht.

Bild 4: Dieser mechanische Nachteil sorgt dafür, dass sich der Verschluss (rot) viel langsamer öffnet, als er dies tun würde, wenn der Verschlussträger (lila) fest mit ihm verbunden wäre und beide eine Masse bilden würden. Durch die zweifache Umlenkung der Bewegung, geht ein Großteil der vom Verschlusskopf (rot) aufgenommenen Energie muss er dafür drauf, den Verschlussträger (lila) zu beschleunigen.

Bild 5: Sobald das Geschoss den Lauf der Waffe verlassen hat, kommt es im Lauf zu einem schnellen Absinken des Gasdrucks, dies sorgt dafür, dass dem Verschluss nun keine Antriebskraft mehr zur Verfügung steht. Der Verschluss (rot) und Verschlussträger (lila) haben jedoch während der Antriebsphase genug Bewegungsenergie aufnehmen können, um den Rest des Rücklaufes ohne zusätzlichen Antrieb zu bewältigen. Ab einem gewissen Grad der Öffnung des Verschlusses (rot) enden die Pisten der Rollentaschen, da die Rollen (grün) komplett in den Verschlusskopf (rot) eingedrückt wurden. Ist dies geschehen, können die Rollen (grün) den Keil (lila) nicht weiter vom Verschluss (rot) wegdrücken. Die Übersetzung der Bewegung endet und Verschlusskopf (rot) und Verschlussträger (lila) verhalten sich wie eine Masse, welche keinen mechanischen Nachteil mehr überwinden muss. Der Rest des Rücklaufes gescheit aus diesem Grund schneller.

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

The Machine Gun Analysis of Automatic Firing Mechanism, Georg M. Chinn ,1955

Engineering Design Handbook Automatic Weapons, USA Materiel Command, 1970

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Waffenfunktion: Direkter Gasdrucklader mit Liderung belastetem Masseverschluss

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch direkten Gasdruck, belastet per Überliderung, Masseverschluss. Verwendet in Kimball Combat.

Kinematik: Direkter Gasdrucklader mit Liderungsbelastung

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich in Ruheposition.

Bild 2: Der Schuss bricht, das Treibmittel in der Brennkammer der Patronenhülse setzt sich in Pulvergase um. Der Druck dieser Gase wirkt zu allen Seiten hin, die auf den Mund der Patronenhülse wirkende Gasdruck sorgt dafür, dass das Hülsenmaterial in eine Ringnut gedrückt wird, welche in den vorderen Teil des Patronenlagers geschnitten wurde. Gleichzeitig treibt der Gasdruck das Geschoss aus der Patronenhülse.

Bild 3: Sobald das Geschoss in den Übergangkonus des Laufes eintritt und die Patronenhülse kein geschlossenes System mehr darstellt, versucht der Gasdruck, welcher auf den Hülseninnenboden wirkt, die Patronenhülse nach hinten zu treiben. Dieses Austreiben wird jedoch dadurch behindert, dass das Material der Patronenhülse vom Gasdruck in die Ringnut gepresst wird und für einen reibschlüssigen Widerstand sorgt.

Bild 4: Es kommt zu einem Kräftemessen zwischen dem Druck auf den Hülseninnenboden und dem Druck auf den Hülsenmund in der Ringnut. Da der Hülsenboden eine größere Fläche aufweist, welche vom Gasdruck beaufschlagt werden kann, wird dieses Kräftemessen von der nach hinten gerichteten Kraft gewonnen. Da die Patronenhülse vom Verschluss (rot) abgestützt wird, überträgt sich die Bewegung auf diesen. Da der Verschluss (rot) nur kraftschlüssig abgestützt ist, bewegt sich dieser ebenfalls nach hinten. Dies tut er jedoch langsamer, als wenn die Ringnut nicht existieren würde.

Bild 5: In dem Moment, in dem das Geschoss den Lauf der Waffe verlässt, fällt der Gasdruck im Lauf schlagartig ab. Damit gehen sowohl dem Hülseninnenboden als auch der Ringnut ihre Antriebskräfte verloren. Da jedoch der Verschluss (rot) während der Wirkzeit genug Bewegungsenergie aufnehmen könnte, bewegt er sich, durch das Beharrungsvermögen seiner Masse, weiterhin nach hinten. Dabei zieht er die Patronenhülse aus der Patronenkammer heraus und biegt dabei den Hülsenmund fast in seine ursprüngliche Form zurück. Letzteres sorgt noch mal für eine Verlangsamung der Öffnungsbewegung.

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

The Machine Gun Analysis of Automatic Firing Mechanism, Georg M. Chinn ,1955

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Waffenfunktion: Direkter Gasdrucklader mit Gasdruck belastetem Masseverschluss

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch direkten Gasdruck, belastet per Gasbelastungskolben, Masseverschluss. Verwendet in H&K P7 und Largo Alien.

Kinematik: Direkter Gasdrucklader mit Gasbelastung

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich in Ruheposition.

Bild 2: Der Schuss bricht, das Treibmittel in der Patronenhülse setzt sich in Gasdruck um. Dieser Gasdruck beaufschlagt das innere der Patronenhülse, wie auch den Boden des Geschosses. Letzterer Druck treibt das Geschoss aus dem Hülsenmund heraus. Sobald das Geschoss die Patronenhülse verlassen hat, ist der Gasdruck in der Lage die Patronenhülse nach hinten zu treiben. Da diese vom Verschlusskörper (rot) abgestützt wird, überträgt sich die Rücklaufkraft auf diesen. Da der Verschluss lediglich kraftschlüssig abgestützt ist, beginnt dieser mit dem Rücklauf.

Bild 3: Das Geschoss passiert eine Gasentnahmebohrung im Lauf und der Gasdruck füllt in kürzester Zeit den Belastungszylinder. Dort beaufschlagt der Gasdruck die Kolbenstirn des Belastungskolbens (blau). Da der Belastungskolben (blau) der Öffnungsbewegung des Verschlusses (rot) entgegen wirkt, kommt es zu einem Kräftekonflikt. Bei diesem hat jedoch der Verschluss (rot) die Oberhand, da seine vom Gasdruck beaufschlagte Fläche größer ist. Dabei handelt es sich um den inneren Boden der Patronenhülse, welche vom Gasdruck immer noch nach hinten getrieben wird.

Bild 4: Das Kräftemessen der beiden Kolben sorgt jedoch dafür, dass sich der Verschluss (rot) langsamer öffnet, als dies der Fall wäre, würde der Belastungskolben (blau) nicht existieren.

Bild 5: Sobald das Geschoss den Lauf der Waffe verlässt, verlieht erst der Öffnungskolben, bestehend aus Lauf und Patronenhülse und kurze Zeit drauf auch der Schließkolben, besteht aus Belastungszylinder und Belastungskolben (blau), seinen Gasdruck und damit seine Antriebskraft. Da jedoch der Verschluss über die ganze Zeit hinweg stärker angetrieben wurde, hat er bei seinem Rücklauf genug Bewegungsenergie aufnehmen können, um sich durch sein Beharrungsvermögen selber komplett zu öffnen.

Quellen:

Die principiellen Eigenschaften der automatischen Feuerwaffen, Karel Krnka, 1902

Die Handfeuerwaffen Ihre Entwicklung und Technik, Robert Weisz, 1912

Innere Ballistik. Die Bewegung des Geschosses durch das Rohr, C. Cranz, 1926

Handfeuerwaffen, Systematischer Überblick, Jaroslav Lugs, 1956

Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch, Dr. R. Germershausen, 1977

Waffenlehre - Grundlage der Systemlehre, Wolfgang Pietzner, 1998

Verschlusssysteme von Feuerwaffen, Peter Dannecker, 2016

Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik, Thomas Enke, 2021

Hatcher's Notebook, A Standard Reference Book, Julian S. Hatcher, 1948

The Machine Gun Analysis of Automatic Firing Mechanism, Georg M. Chinn ,1955

Engineering Design Handbook Automatic Weapons, USA Materiel Command, 1970

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