RRT877: kurz zurückgleitender lauf

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14. Oktober 2022

Waffenfunktion: Rückstoßlader mit kurz zurückgeleitendem Lauf, Rollenverschluss

Kinematik: Rückstoßlader mit Rollenverschluss

Bild 1: Die Waffe ist geladen und befindet sich im Ruhezustand.

Bild 2: Der Schuss bricht, das sich in der Patronenhülse befindliche Scheißpulver wandelt sich durch Abbrand in Pulvergase um. Diese Pulvergase benötigen um ein vielfachen mehr Raum als das Schießpulver im feststofflichen Zustand. Durch den höheren Raumbedarf, kommt es zu einem enormen Druck in der Brennkammer der Patrone. Dieser Druck wirkt zu allen Seiten hin macht sich aber ab deutlichen dadurch bemerkbar, dass er auf das Heck des Geschosses wirkt und dadurch selbiges aus dem Mund der Patronenhülse heraus, in den Lauf (dunkel petrol) der Waffe, drückt. Sobald das Geschoss den Mund der Hülse verlassen hat und diese kein geschlossenes System mehr darstellt, ist der Gasdruck in der Lage selbige Hülse, wie einen Hohlkolben, nach hinten zu drücken. Da die Hülse jedoch vom Verschlusskopf (rot) abgestützt wird, überträgt sich die Kraft auf diesen. Im Verschlusskopf (rot) befinden sich zwei Rollen (grün), welche in Rollentaschen lagern im Schildzapfen, dieser sind mit dem Lauf (dunkel Petrol) verbunden. Im Gegensatz zu anderen Rollenverschlüssen lagern hier die Rollen (grün) so tief in ihren Lagern, dass sie nicht aus diesen herausrollen können, wenn sie vom Verschlusskopf (rot) nach hinten getrieben werden. Die Rollen (grün) machen so ein Zurückfahren des Verschlusskopfes (rot) unmöglich. Der direkt wirkende Gasdruck kann nichts ausrichten, die Waffe ist formschlüssig statisch verriegelt.

Erst wenn das Geschoss im Lauf der Waffe, nach der Überwindung des Einpresswiderstandes, auf eine ausreichende Geschwindigkeit gebracht wird, kann es nach dem dritten Gesetzt nach Newton zu einer Gegenreaktion kommen. Diese Gegenreaktion überträgt sich über die Pulvergase, als fluidmechanischen Körper, auf den Stoßboden des Verschlusses (rot). Im Gegensatz zum Eigengasdruck, welcher nur im lokal begrenzten Bezugssystem Arbeit verrichten kann, ist der Gegenimpuls in der Lage die Lauf-Verschluss-Koppelgruppe relativ zum Waffengehäuse (grau) nach hinten zu werfen.

Bild 3: Beim gemeinsamen Rücklauf von Lauf (dunkel petrol) und Verschluss (rot) kommen die Rollen (grün), welche die Koppelgruppe zusammenhalten, in Kontakt mit zwei Steuerklassen (blau). Diese schiefen Ebenen zwingen die Rollen (grün) dazu, sich in den Verschlussträger (rot) zurückzuziehen. Gleichzeitig zwingen dies den Verschlussträger (lila) relativ zum Verschluss zurück. Dieser Vorgang hat hier jedoch eher sicherheitstechnische Gründe, um den Zündstift bei nicht verriegeltem Verschluss von der Patrone fernzuhalten. Es handelt sich zwar um eine Übersetzung, jedoch ist diese nicht verriegelungsrelevant.

Bild 4: Umso weiter die Lauf-Verschluss-Koppelgruppe zurück fährt, umso weiter werden die Rollen (grün) von den Steuerkulissen (blau) in den Verschlussträger (rot) gezwungen. Sobald die Rollen (grün) bis über die Hälfte in den Verschlussträger (rot) eingefahren sind, ist die Verriegelung praktisch aufgehoben. Der Verschluss wechselt von einer formschlüssig statischen in eine kraftschlüssig dynamische Verriegelung.

Bild 5: Der Gasdruck wäre am diesem Zeitpunkt in der Lage, die Patronenhülse wie einen Hohlkolben nach hinten zu schieben. Dies ist bei diesem System jedoch nicht nötig, da der zuvor per Übersetzung beschleunigte Verschlussträger (lila) noch genug kinetische Restbewegungsenergie hat, um den Verschlussträger nach hinten mitzuschleppen.

Je nach Bedarf und gewünschter Funktionssicherheit, kann dieses System also als reiner Rückstoßlader mit Entriegelung per Rückstoß und Verschlussantrieb per kinetischen Restenergie des beschleunigten Verschlussträger konzipiert werden oder als System mit zwei Antriebsmethoden welches den Rückstoß zur Entriegelung verwendet und den Eigengasdruck im Lauf für den Verschlussantrieb.

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:

waffentechnik.wordpress.com

9. Oktober 2022

Waffenfunktion: Rückstoßlader mit kurz zurückgeleitendem Lauf, Vertikalriegel

Funktionsbeschreibung eines Feuerwaffenverschlusssystems. Angetrieben durch den Geschossrückstoß mit Wirkung auf Verschluss-Lauf-Koppelgruppe sowie direkt wirkenden Gasdruck. Verriegelt durch Vertikalriegel. Verwendet mit anderem Verriegelungselementen bei Colt M1911, Beretta 92, Walther P.38, Johnson M1941 und Federow Avtomat.

Kinematik: Rückstoßlader mit kurz zurückgeleitendem Lauf

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

Bild 2: Der Schuss bricht das in der Hülse befindliche Treibmittel setzt sich in Treibgase um, diese Gase stehen unter einem hohen Druck und beaufschlagen alle Innenseiten der Hülse. Davon gibt jedoch nur eine Wand nach. Dabei handelt es sich um den Geschossboden an welchem die Gase angreifen und dadurch das Geschoss aus dem Mund der Hülse in den Übergangskegel des Laufes schieben. Sobald das Geschoss den Mund der Hülse verlassen hat, stellt diese kein geschlossenes System mehr dar. Dies erlaubt den Pulvergasen die Patronenhülse, ähnlich einem Hohlkolben, nach hinten zu drücken. Da die Hülse jedoch vom Verschluss (rot) abgestützt wird, überträgt sich die Kraft auf den Verschluss (rot), da dieser über den Vertikalriegel (grün) mit dem Lauf (dunkel petrol) verbunden ist, handelt es sich um ein geschlossenes Bezugssystem in dem eine Rückwärtsbewegung des Verschlusses durch den Gasdruck ausgeschlossen ist. Eine Öffnungs- oder Vorwärtsbewegung des Verschlusses findet nicht statt, der Verschluss ist formschlüssig statisch verriegelt.

Erst wenn das Geschoss im Lauf der Waffe stark genug beschleunigt wird, kommt es nach dem dritten newtonschen Gesetz zu einer Gegenreaktion. Die Kraft dieser Gegenreaktion nutzt das Pulvergase als fluidmechanischen Körper und überträgt sich so auf dem Stoßboden des Verschlusses (rot). Im Gegensatz zum Gasdruck, welcher ebenfalls auf den Stoßboden (rot) einwirkt, ist die Kraft dieser Gegenreaktion nicht lokal begrenz, sondern kann in einem größeren Bezugssystem wirken. Als Resultat wird der Verschluss (rot) relativ zum Waffengehäuse (grau) nach hinten getrieben, da der Verschluss (rot) über den Vertikalriegel (grün) mit dem Lauf (dunkel petrol) verbunden ist, werden beide nach hinten mitgezogen.

Bild 3: Beim gemeinsamen Rücklauf von Verschluss (rot), Lauf (dunkel patrol) und Vertikalriegel (grün) kommt der Vertikalriegel (grün) in Kontakt mit einem Steuerelement (lila). Dieses Steuerelement zwingt den Vertikalriegel (grün) zu einer Absenkbewegung, bei dieser Bewegung rasten die Verriegelungselemente des Vertikalriegel (grün) aus Verschluss (rot) und Lauf (dunkel Petrol) aus. Die Kopplung der Gruppe wird aufgehoben, die formschlüssig statische Verbindung wird zu einer kraftschlüssig dynamischen.

Bild 4: Diese Änderung der Verbindungsart, nutzt der Gasdruck im Lauf aus, um jetzt doch noch die Patronenhülse, wie einen Hohlkolben, nach hinten zu schieben zu können, dabei wird der Verschluss (rot) weiter beschleunigt. Dies gescheit jedoch bei einer deutlich niedrigeren Druck als dies zu Beginn der Waffenfunktion der Fall war. Das Geschoss hat bereit eine deutliche Strecke im Lauf zurück gelegt und der Gasdruck kann sich auf ein größeres freigewordenes Volumen verteilen. Der geringere Gasdruck kann nun die Patronenhülse sicher nach hinten aus dem Patronenlager herausschieben ohne, dass es zu einer Überanspruchung des Hülsenmaterials kommt.

Dieses System nutzt für die Entriegelung die Kraft des Geschossrückstoßes für den restlichen Antrieb jedoch den direkt wirkenden Gasdruck im Lauf.