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Gegenstand
der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft einen Druckluft- oder -gasverteiler, der sich am Ende
des Kolbens eines Zylinders befindet oder auch nicht, und der nach
seiner Aktivierung automatisch durch den Druckaufbau und -abfall
der Luft im Zylinder betrieben wird.
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Diese
Erfindung betrifft ebenfalls eine Ausführung in Form eines Bausatzes
oder eines Einbauteils in jegliche durch Druckluft oder pneumatischen Druck
(eventuell andere Druckgase als Luft) bewegte mobile Einheit.
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Stand der
Technik
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Zahlreiche
Typen von Druckluftverteilern sind bereits bekannt, aber sie werden
alle durch mechanische, elektromechanische oder elektronische Vorrichtungen
betrieben, ohne dass die Möglichkeit des
automatischen Schließens
und Öffnens
des Drucklufteinlasses in Abhängigkeit
vom Luftdruck/-unterdruck sowie des automatischen Luftauslasses
beim Rückhub
des Kolbens besteht.
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Der
bevorzugte Anwendungsbereich solcher Vorrichtungen in der Technik
ist natürlich
die Rüstungsindustrie
und insbesondere der Bereich der Druckluftwaffen. So wird im Allgemeinen
die Druckluft, die durch ein mechanisches Mittel, das der Anwender
beim Laden einsetzt (manuelles Pumpen), komprimiert wird, oder auch
ein Druckgas wie Kohlendioxid, das in einer Patrone enthalten ist,
aus einer Speicherkammer in den Waffenlauf verteilt. Diese Verteilung
erfolgt mittels eines Ventils, das durch Druck auf den Abzug betätigt wird.
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Das
amerikanische Patent US-A-5 400 536 beschreibt zum Beispiel eine
Double-Action-Pistole mit Trommel, die einen mit dem Lauf fluchtenden
Zylinder für
das Schießen
von Geschützen
aufweist. Beim Abschuss wird eine Stange, die mit dem Kolben des
Zylinders verbunden ist, durch den Hahn angestoßen, was das Ventil öffnet und
ein unter Druck stehendes Gas in den Lauf freigibt.
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Das
amerikanische Patent US-A-5 613 483 macht die Verbindung eines Kolbens
und eines Zylinders für
eine Gaswaffe bekannt. Der Kolben kann sich von hinten nach vorne
bewegen, zwischen einer Ladeposition und einer Schussposition. Der
Zylinder weist zwei Kammern auf, durch die sich der Kolben bewegt.
Wenn der Kolben in Ladeposition ist, ist der Zylinder über die
erste Kammer mit einer Druckgasspeisevorrichtung verbunden. Diese
Kolbenstellung verhindert jegliche Verbindung zwischen den beiden Kammern.
Dagegen gibt es in der Schussstellung keine Verbindung zwischen
der ersten Kammer und der Gasspeisung mehr, dafür aber eine Verbindung zwischen
den beiden Kammern, so dass das Gas von der ersten Kammer in die
zweite strömen
kann. Dazu ist die Kolbenstange in Höhe des Kontakts mit dem Zylinder
mit einem Durchgang versehen, der sich in Längsrichtung erstreckt.
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Das
Dokument US-A-5 363 834 beschreibt eine Waffe mit einer ersten Betriebsart
für den
Ausstoß eines
Geschosses durch Druckgas aus einer Patrone und einer zweiten Betriebsart
für den
Ausstoß durch
Druckluft, die durch einen manuellen Pumpmechanismus erzeugt wird.
Damit wird das Ziel verfolgt, einen Fehler des Druckgasversorgungssystems
(Kohlendioxid) beheben zu können.
Mittels eines vom Schützen
zu betätigenden
manuellen Schalters kann von einer Betriebsart in die andere umgeschaltet
werden, indem eine Speicherkammer entweder mit dem Druckgas oder
mit der durch Pumpen erhaltenen Druckluft verbunden wird. Beim Abschuss stößt der Hahn
ein Element des Kolbens des Zylinders an, das die Druckluft oder
das Druckgas in den Waffenlauf freigibt.
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Das
britische Patent GB-A-713 044 beschreibt ein Luftgewehr mit einer
druckluftgefüllten Kammer,
die über
ein Auslassventil in den Lauf hinter einem Geschoss einströmen kann
und das Entladen der Waffe ermöglicht.
Das Auslassventil ist mit einem Kolben verbunden, der ebenfalls
ein Ausgleichsventil trägt,
wobei sich das erste Ventil ins Innere der Kammer öffnet und
das zweite nach außen;
das eine oder andere der beiden Ventile besitzt außerdem einen elastischen
Dichtring, dessen Ränder
in festem Kontakt mit den benachbarten Teilen sind und sie so vor Beschädigung schützen.
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Kein
Druckluftverteiler nach dem Stand der Technik, wie vorstehend beschrieben,
besitzt eine automatische Betriebsart. Außerdem sind diese sehr komplexen
Vorrichtungen nicht mit der Gestaltung eines Verteilers als Bausatz
vereinbar. Jedoch werden zum Beispiel in der Rüstung zunehmend Funktionssimulationen
gewünscht,
d.h. ohne Abschuss eines Geschosses, die aber alles normalen Funktionen
der Waffe getreu reproduzieren, wie die Bewegung von beweglichen
Teilen und den damit verbundenen Rückzug, die Belastung des Abzugs
usw. Bei solchen Simulationen wird zum Beispiel das Senden eines Laserstrahls
auf ein Ziel benutzt. Der Laserstrahl kann durch einen elektrischen
Schütz
ausgelöst
werden, der durch einen Ventilkolben angestoßen wird.
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Daher
besteht ein potenzielles Interesse an der Entwicklung eines automatischen
Zylindersystems.
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Ziele der
Erfindung
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Diese
Erfindung hat die Aufgabe, einen Zylinder mit – vorzugsweise fluchtendem – Druckgasverteiler,
mit vollständig
automatischer Funktion nach Aktivierung durch einen Anfangsimpuls
zu liefern.
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Die
Erfindung hat zusätzlich
die Aufgabe, für bestimmte
Anwendungen einen solchen Zylinder und seinen Verteiler in Form
eines Bausatzes zu liefern, der einfach an bestehende Einrichtungen
angepasst werden kann.
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Die
Erfindung hat ebenfalls die Aufgabe, einen solchen Verteiler zu
liefern, der kompakt ist, d.h. der nur zu einer sehr geringer Erhöhung der
Zylinderlänge
nach dem Einbau des Verteilers führt,
und der einfach gestaltet ist.
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Schließlich hat
die Erfindung die Aufgabe, einen automatischen Druckluftverteiler
zu liefern, der in vielen technischen Bereichen verwendet werden kann
und nicht auf den Sektor der Rüstungsindustrie begrenzt
ist.
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Wichtigste
charakteristische Elemente der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine automatisch betriebene Vorrichtung zur Verteilung
von Druckgas, mit einem Zylinder, bestehend aus einer Zylinderbuchse, in
der sich ein Kolben bewegen kann, der einen Kolbenkopf und ein hinteres
Ende besitzt, einem Verteiler mit einem Verteilerhalter, der aus
einem vorderen, verschließbaren
Ende des besagten Zylinders gebildet wird und einen Druckgaseinlass
aufweist, einer Kammer, die ein Druckgas enthalten kann und dynamisch
zwischen dem Verteilerhalter und dem Kolbenkopf angeordnet ist.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel umfasst, um die folgenden
Vorgänge
automatisch nacheinander auszuführen,
nachdem das hintere Ende eines Schlagbolzens, der im Inneren des
Kolbens frei beweglich ist, anfänglich
durch einen Hammer angestoßen
wurde:
- – eine
Vorwärtsbewegung
des Schlagbolzens aus einer anfänglichen
Gleichgewichtslage heraus, die den Einlass von Druckgas in die Kammer
und einen Druckaufbau in derselben verursacht;
- – eine
Rückwärtsbewegung
des Kolbens, die das Ausströmen
des besagten Druckgases, das sich in der Kammer befindet, verursacht
und daher zu einem Druckabfall in dieser Kammer führt;
- – einen
Rückhub
des Kolbens in seine Grundstellung, wobei der Druckgaseinlass geschlossen wird
und das in der Kammer befindliche Restgas nach vorn entweicht.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung
ein Ventil, das sich gemäß der Achse
des Zylinders öffnen
und schließen
kann, und eine doppelte Dichtung, die das Öffnen und Schließen des
Druckgaseinlasses ermöglicht,
wobei das Ventil mit einer Rückzugfeder ausgestattet
ist, so dass es in der Gleichgewichtslage von der Doppeldichtung
auf der Rückseite
abgehoben ist; die Doppeldichtung ist mit einer Rückzugfeder
versehen, so dass sie in der Gleichgewichtslage den Druckgaseinlass
verschließt.
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Auf
vorteilhafte Weise kann der Kolbenkopf im vorderen Zylinderbereich
das Ventil berühren,
wodurch eine gemeinsame Rückwärtsbewegung
des besagten Ventils und der Doppeldichtung bis zum Anschlag am
Verteilerhalter verursacht wird; dadurch wird der Einlass des Druckgases
durch eine Einlassöffnung
in die Kammer verursacht.
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Gemäß der Erfindung
strömt
beim Druckabfall in der Kammer durch den Rückhub des Kolbens nach hinten
das unter Druck stehende Gas entweder durch die Auswärtsbewegung
des Kolbens aus dem Zylinder oder durch eine Öffnung im Zylinder aus, wobei
der Kolben im Zylinder bleibt.
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Vorzugsweise
ist der Kolben mit einer Rückzugfeder
versehen, die ihn in seine Gleichgewichtslage im vorderen Zylinderbereich
zurückzieht.
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Gemäß der Erfindung
befinden sich das Ventil und die Doppeldichtung durch die Wirkung
ihrer jeweiligen Rückzugfedern
im Gleichgewicht und das Ventil ist von der Doppeldichtung abgehoben,
wenn die Kammer nicht oder kaum unter Druck steht und der Kolben
das Ventil nicht berührt,
wodurch das in der Kammer enthaltene Gas durch eine Öffnung in der
Wand des Verteilerhalters entweichen kann, wobei sich die Doppeldichtung
in der Stellung befindet, in der sie den Druckgaseinlass verschließt.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Anlaufsteuerung des Verteilers
durch den Kontakt zwischen einem vorderen Ende des Schlagbolzens
und dem Ventil, nachdem der hintere Teil des Schlagbolzens zuerst
durch einen Hammer angestoßen
wurde.
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Gemäß einer
weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann der Verteiler
durch eine Zugvorrichtung gesteuert werden, die vor der Einheit angeordnet
ist, die aus dem Verteiler und seinem Zylinder gebildet wird. In
diesem Fall ersetzt die Zugvorrichtung das anfängliche Anstoßen des
Zylinders durch einen Hammer.
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Da
hier eine sehr kompakte Einheit vorgestellt wird, können Druckluftverluste,
die durch die Entfernung zwischen Verteiler und Zylinder entstehen,
stark reduziert werden.
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Ein
weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, dass das Aktivierungselement
(Hammer) der Verteilers durch den Rückhub des Kolbens sehr leicht
zurückgestellt
werden kann.
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Die
Zylinder/Verteiler-Vorrichtung gemäß dieser Erfindung kann vorteilhaft
bei Waffen vom Typ Pistole (mit Führung) oder Gewehr (mit Schloss)
verwendet werden.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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Diese
Erfindung wird anhand der beigefügten
Figuren beschrieben, die eine Explosionszeichnung mit Nomenklatur
zeigen, sowie die Anordnung der Teile in Abhängigkeit von den verschiedenen Phasen
des Grundfunktionsprinzips, wobei dieses Prinzip im Übrigen an
die Bedürfnisse
der Anwender angepasst werden kann.
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1 zeigt
eine Explosionszeichnung mit Nomenklatur gemäß dem Prinzip der Steuerung durch
einen Schlagbolzen, der den Kolben des Zylinders gemäß der Erfindung
durchquert.
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2 zeigt
eine Längsschnittansicht
der einzelnen Teile des Zylinders/Verteilers aus 1,
sowie eine Detailansicht in Ruhelage mit verschlossenem Drucklufteinlass.
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3 zeigt
eine Längsschnittansicht
der einzelnen Teile des Zylinders/Verteilers aus 1,
sowie eine Detailansicht in der Position der Aktivierung des Verteilers
für die
Luftöffnung.
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4 zeigt eine Längsschnittansicht der einzelnen
Teile des Zylinders/Verteilers aus 1, sowie
eine Detailansicht in der Stellung der Rückwärtsbewegung des Kolbens mit
offenem Drucklufteinlass.
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5 zeigt eine Längsschnittansicht der einzelnen
Teile des Zylinders/Verteilers aus 1, sowie
eine Detailansicht in der Stellung, bei der sich der Kolben außerhalb
der Zylinderbuchse befindet, mit verschlossenem Drucklufteinlass.
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6 zeigt eine Längsschnittansicht der einzelnen
Teile des Zylinders/Verteilers aus 1, sowie
eine Detailansicht in der Rückhubstellung
des Kolbens, der durch seine Rückzugfeder
bewegt wird, mit Druckluftauslass durch den Verteiler.
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Beschreibung einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung
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Funktionsbeschreibung
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Die
Vorrichtung zur automatischen Druckluftverteilung gemäß der Erfindung
kann als Bausatz ausgeführt
werden oder in jeden Mechanismus, wie ein Gewehr oder eine Pistole
eingebaut sein, insbesondere für
die Schusssimulation, oder in jeden sonstigen Mechanismus in Abhängigkeit
von den Nutzungsmöglichkeiten
der Vorteile der Erfindung. Die anfängliche Aktivierung des Verteilers
wird durch den Anstoß eines
Schlagbolzens 9 erreicht, der im Inneren eines Kolbens 80 frei
gleiten kann, mittels eines Hammers (oder Hahns) 15, der
das Originalteil einer Waffe oder einer Vorrichtung sein kann, die
mit dem automatischen Druckluftverteiler gemäß der Erfindung ausgestattet
ist. Der Anstoß erfolgt
durch das Schwenken des Hammers 15 nach vorn in einer Aussparung
des Kolbenkörpers 8.
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In
Ruhe- oder Ausgangslage (2) ist der Drucklufteinlass,
der über
den Anschluss 14 an ein beliebiges Versorgungssystem angeschlossen
ist, durch die kreisförmige
Verteilerdoppeldichtung 3 verschlossen.
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Die 3 zeigt
die Öffnungsstellung
des Lufteinlasses. In der beschriebenen Ausgestaltung wurde das
Beispiel einer Betätigung
durch einen Schlagbolzen 9 gewählt, der den Kolben 80 des
Zylinders durchquert und von einem Hammer 15 betätigt wird,
der den besagten Schlagbolzen 9 anstößt. Der Schlagbolzen überträgt seine
lineare Bewegung auf das Verteilerventil 5. Das Ventil 5 kommt
dann in Berührung
mit der Dichtung des Verteilers 3; diese bewegt sich nach
links, so dass die Druckluft zwischen der verbundenen Einheit aus
Dichtung 3 und Ventil 5 und dem Kolbenkopf 11 des
Zylinders durchströmen
kann.
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Der
Einlass der Druckluft in den Zylinder 1 bewirkt durch den
Druck der dort komprimierten Luft, dass die Einheit 3, 5 am
linken Anschlag gegen den Verteilerhalter 2 gehalten wird,
wodurch der Lufteinlass 14 geöffnet bleibt; außerdem bewirkt
sie die gemeinsame Rückwärtsbewegung
nach rechts der verschiedenen Teile 8, 9, 10, 11,
die den Kolben 80 des Zylinders bilden (4).
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Die 5 zeigt die Druckabfall-Stellung im Zylinder.
Bei der Rückwärtsbewegung
des Kolbens 80 des Zylinders kann dieser entweder aus der
Zylinderbuchse 1 herausgleiten oder dank eines seitlichen Luftauslasses 12 in
der Zylinderbuchse 1 im Zylinder bleiben. In beiden Fällen wird
ein Druckabfall in der Zylinderbuchse bewirkt; gleichzeitig verringert
sich der Druck, der auf die Verteilerdichtung 3 – Ventil 5 – Einheit
wirkt. Die Einheit 3, 5 kann dann aufgrund der Wirkung
der jeweiligen Federn 4, 6 der beiden Teile 3, 5 in
ihre Ausgangsstellung nach rechts (6)
zurückkehren,
wodurch der Drucklufteinlass durch die kreisförmige Verteilerdoppeldichtung 3 verschlossen wird.
Dadurch kann auch die Luft, die sich noch in der Kammer 10 befindet,
beim Rückhub
des Kolbens 80 des Zylinders, der durch die Wirkung seiner
(nicht dargestellten) Feder in, seine Ausgangsruhelage nach links zurückkehrt,
entweichen. Der Luftauslass bei diesem Rückhub erfolgt durch das Abheben
des Ventils 5 von der Verteilerdichtung 3 durch
das untere Loch 20 des Verteilerträgers 2 (siehe Detailansicht 6). Der Drucklufteinlass bleibt in dieser
Phase verschlossen und das System ist in seine Ausgangsruhelage
zurückgekehrt.
Die vollständige
Sequenz der Bewegungen des Zylinders und des Verteilers erfolgt
daher automatisch, da sie nur durch den Impuls des Hammers 15 ausgelöst wird,
ohne dass ein anderer Eingriff erforderlich ist.
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Da
das System universell nutzbar ist, versteht es sich natürlich, dass
die Ausgestaltung, die in den obenstehenden Zeichnungen gezeigt
wird, nur zur Veranschaulichung und als Beispiel dient und dass
das Prinzip an den Bedarf der Anwender angepasst werden kann.
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Zum
Beispiel kann die Schlagbolzeneinheit 9 fehlen und durch
einen direkten Kontakt zwischen dem Kolben 80 des Zylinders
und dem Ventil 5 ersetzt werden, was zur Wirkung hätte, dass
beim Schließen
des Zylinders nach links alle in den 3 bis 6 gezeigten Funktionen automatisch zur
Verfügung
stehen. Um den Betriebszyklus in dieser Konfiguration anzuhalten,
genügt
es, den Kolben der Zylinderbuchse vor seinem Kontakt mit dem Ventil 5 anzuhalten.
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Die
Vorrichtung der Erfindung kann in Form eines Bausatzes hergestellt
werden, der direkt in Schusssimulationswaffen eingebaut werden kann oder
sie kann an jeden anderen Mechanismus angepasst werden, entweder
als Bausatz oder integriert in eine komplexere Einheit, die Änderungen
an der ursprünglichen
Vorrichtung erfordert oder auch nicht.
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Der
Zylinder/Verteiler der Erfindung hat insbesondere folgende Vorteile:
- – hohe
Kompaktheit durch sehr geringe Zunahme der Länge des Zylinders nach der
Integration des Verteilers,
- – Funktion
der Öffnung
des Lufteinlasses mit Halten während
der gesamten Dauer der Kolbenbewegung nach hinten,
- – Automatische
Schließfunktion
des Drucklufteinlasses durch Druckabbau in der Kammer
- – Automatische
Luftauslassfunktion beim Kolbenrückhub
- – Möglichkeit
der Herstellung als Bausatz
- – Automatische
Rückstellung
des Hammers
- – Möglichkeit
der Bewegung beweglicher Teile, nicht nur auf Druckluftversorgung
in Druckgas- oder -luftwaffen beschränkt.
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Der
Fachmann kann den Einsatz der Vorrichtung der Erfindung leicht an
die Besonderheiten eines gegebenen Produkts anpassen, wobei das
gleiche Funktionsprinzip erhalten bleibt.
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- 1
- Zylinderbuchse
- 2
- Verteilerhalter
- 3
- Verteilerdoppeldichtung
- 4
- Dichtungsfeder
- 5
- Ventil
- 6
- Ventilfeder
- 7
- Sicherungsringe
- 8
- Kolbenkörper mit
zentraler Aussparung
- 9
- Schlagbolzen
- 10
- Kolbendichtung
- 11
- Kolbenkopf
- 12
- seitliche
Zylinderöffnung
- 13
- Kammer
- 14
- Anschluss
für Drucklufteinlass
- 15
- Auslöseelement
(Hahn oder Hammer)
- 20
- Öffnung Verteilerträger
- 80
- Kolben
(ganz)