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Die Erfindung betrifft projektilfeuernde
Waffen.
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Diese Erfindung findet insbesondere,
jedoch nicht exklusiv, Anwendung bei großkalibrigen Waffen wie Kanonen,
Geschützen
und Artilleriestücken
und Ähnlichem,
aber sie kann auch bei kleineren Feuerwaffen, wie Maschinengewehren,
Artillerie mit Eigenantrieb und Ähnlichem
verwendet werden.
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Untersuchungen von Prototypversionen
der Feuerwaffen, unter Verwendung von Rohren des Typs, der in meiner
früheren
internationalen Patentanmeldung WO 97/04281 (PCT/AU96/00459) dargestellt
ist, zeigen, dass solche Rohranordnungen den Erwartungen entsprechen
werden. Solche Untersuchungen haben eine überraschende Effektivität der Gasdichtung
zwischen den Geschossen gezeigt, wodurch Verbrennungstreibgas hinter
der Dichtung in dem nächsten
zu feuernden Geschoss vermieden wird. Während die initialen Untersuchungen
auf kleinkalibrige Projektile beschränkt worden sind, ist der Erfinder
der Ansicht, dass gleiche Ergebnisse bei großkalibrigen Projektilen erzielt
würden,
obwohl dies noch nicht bestätigt
ist.
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Typische großkalibrige Waffen und fixierte Maschinengewehre
verwenden dauerhaft montierte Rohrstrukturen, welche Projektile
verschießen,
die in entsprechenden Einweg-Gehäusen
enthalten sind, die nach jedem Feuervorgang entfernt oder ausgeworfen
werden müssen.
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Es wird angenommen, dass es vorteilhaft wäre, die
derzeit verfügbare
Feuerrate von solchen großen
Geschossen zu erhöhen,
da während
des Anfangsmoments einer Beschießung der meiste Schaden bewirkt
werden kann. Folglich erhöht
jede Steigerung der Feuerrate solcher Geschosse die Anzahl der Geschosse,
welche auf ein Ziel während
des initialen Moments eines Angriffs getragen werden können.
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Maschinengewehre und insbesondere
solche, welche fixierte Rohre verwenden, solche Maschinengewehre
werden in Flugzeugen montiert, haben Raum- und Gewichtsbeschränkungen, welche die Anzahl
der Geschosse, die getragen werden können, und die Feuerrate begrenzen
aufgrund des Erfordernisses, das Geschoss zu laden und die Geschosshülse bei
jedem Feuervorgang zu entladen.
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US-Patent Nr. 2,099,993 offenbart
eine Feuerwaffe, welche einen Schaft, ein Rückschlagsrohr, welches in Längsrichtung
des Trägers
bewegbar ist, und einen Feuermechanismus aufweist. Mittel sind bereitgestellt
zum Halten einer Vielzahl von Projektilen im Tandem auf der Längsachse
des Rohres. Das Rohr erzeugt aufeinanderfolgend eine zusammenwirkende
Beziehung zwischen dem Feuermechanismus und den Projektilen, wenn
es entlang des Trägers
bewegt wird.
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US-Patent Nr. 2,313,030 offenbart
eine Feuerwaffe, welche ein Rohr aufweist und Mittel zum Halten
einer Vielzahl von Projektilen zusammen mit ihren Ladungen in Längsrichtung
der Achse des Rohres. Mittel sind auch bereitgestellt zum Halten
von einem der Projektile in einer Position, in welcher es das Rohr
hinter dem Projektil verschließt,
welches in der Feuerposition ist. Ein elektrischer Zündungsschaltkreis
ist ausgebildet, um durch zwei der verbundenen Projektile geschlossen
zu werden zum Feuern des Projektils, welches in der Feuerposition
ist. Die Projektile werden vorwärts
zugeführt
in das Rohr, um ein Projektil in die Feuerposition zu bringen und
ein anderes Projektil zum Schließen des Rohres, wenn nachfolgende
Schüsse
gefeuert werden.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine verbesserte projektilfeuernde Waffe bereitzustellen.
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Entsprechend des Hauptaspektes der
Erfindung wird eine projektilfeuernde Waffe bereitgestellt zum Feuern
von Geschossen des Typs mit einem Projektil und einer zugehörigen Bohrungsdichtung, die
durch relative Axialverschiebung zwischen dem Projektil und der
Bohrungsdichtung radial expandiert wird, wobei besagte Waffe einschließt: eine
Rohrbaugruppe mit einer Rohrbohrung, einer Rohrkammer für das durch
die Rohrbohrung zu feuernde Geschoss und eine zugehörige Verschlusskammer
für das nächste abzufeuernde
Geschoss; eine in der Rohrbaugruppe zwischen der Rohrkammer und
der Verschluss kammer geformte Treibmittelkammer; eine Ladeöffnung zur
Rohrbaugruppe, durch die Geschosse axial und sequentiell in die
Verschlusskammer gespeist werden können, wodurch das darin befindliche
Geschoss in die Rohrkammer forciert wird; Haltemittel, die mit dem
in die Verschlusskammer gespeisten Geschoss zusammenwirken, um eine
abdichtende Beziehung zwischen der Verschlusskammer und dem darin
befindlichen Geschoss zu bewirken, was ein funktionsfähiges Schließen der
Rohrkammer verursacht, und Zündungsmittel
zum Entzünden
des Treibmittels in der Treibmittelkammer; dadurch gekennzeichnet,
dass: wenn ein Geschoss ins Rohr gespeist wird, eine radiale Expansion
der zugehörigen
Bohrungsdichtung ein abdichtendes Zusammenwirken zwischen dem Geschoss
und der Bohrung bewirkt wird; und mit Zu Folgemitteln zur Einspeisung
von Treibmittel in die Treibmittelkammer.
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Treibmittel kann in die Treibkammer
auf jede gewünschte
Weise eingeführt
werden, wie beispielsweise in vorgeformten Ladungen, welche entweder mit
dem Folge- oder dem Führungsende
der Projektile zugeordnet sind. Alternativ können vorgeformte Ladungen als
separate Bauteile zwischen den Projektilen eingeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird das Treibmittel in die Treibkammer entweder in
flüssiger
oder in Pulverform eingespritzt. Das Geschoss in der Verschlusskammer,
hierauf folgend bezeichnet als „Verschlussgeschoss", kann seitlich von
Hand oder mechanisch aus einem Speichermagazin, in dem die Geschosse in
einer Seite an Seite Beziehung gestapelt sind zur Zuführung in
die Verschlusskammer, zugeführt
werden. Das Geschoss in der Rohrkammer wird hierauf folgend als „Kammergeschoss" bezeichnet.
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Vorzugsweise wird das Verschlussgeschoss axial
in die Verschlusskammer vorgebracht, worin das existierende Geschoss
in der Verschlusskammer in die Rohrkammer durch die Einführung eines
weiteren Geschosses in die Verschlusskammer vorbewegt wird. Zu diesem
Zweck sind die Rohrkammer und die Verschlusskammer so beabstandet,
dass sie an den Enden aufeinanderstoßende Geschosse aufnehmen.
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Zu diesem Zweck können Projektile in einer Reihe
hinter der Rohranordnung gespeichert werden oder einer hinteren
Positionsreihe hinter den Verschluss geschossen zugeführt werden,
wie beispielsweise durch seitliche Zuführung, wie zuvor beschrieben.
In geeigneter Weise ist die Verschlusskammer eine plane Fortsetzung
der Rohrkammer. Die Rohrbohrung kann glatt oder gezogen sein.
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Vorzugsweise ist jedes Geschoss mit
einer Bohrungsdichtung darauf ausgebildet, welche im Dichtungskontakt
mit der Verschlusskammer zusammenwirkt, wenn das Folgegeschoss durch
die Haltemittel gehalten wird. Die Bohrungsrichtung löst das Zusammenwirken
mit der Verschlusskammer vorzugsweise, wenn das Verschlussgeschoss
in die Rohrkammer zugeführt
wird. Wenn gewünscht,
kann die Bohrungsdichtung in der Form einer Zentrierhülsenanordnung
(„sabot") ausgeführt sein,
welche nach der Entladung aus dem Rohr entladen wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Bohrungsdichtung in der Form eines Bundes, welcher einen
Folgeabschnitt des Projektils umschließt, und ist mit einer teilweise
konischen inneren Fläche ausgebildet,
welche mit einer komplementären äußeren Fläche des
Projektils zusammenwirkt, so dass eine axiale Bewegung des Bundes
relativ zu dem Projektil begleitet ist von einer Ausweitung des
Bundes nach außen
in eine abdichtende Zusammenwirkung mit der Verschlusskammer. Diese
Ausweitung kann in jeglicher geeigneter Weise erzeugt werden, wie
beispielsweise durch erzwungene Rückwärtsbewegung des Projektils
oder durch Vorwärtsbewegung des
Bundes, unabhängig
von dem Projektil.
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Geeigneterweise arbeiten die Haltemittel nur,
um die Geschosse oder Bauteile davon in Richtung der Rohrkammer
vorzubringen. Alternativ können
die Haltemittel eine teilweise Zurückhaltung des Geschosses oder
eines Bauteils desselben in der Verschlusskammer bewirken, um die
Runddichtung damit zu bewirken oder zu brechen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Vorbringen der Haltemittel durch Betätigung der Haltemittel bewirkt,
welche in geeigneter Weise nur dazu dienen, den Bund in seiner abdichtenden
Beziehung mit der Verschlusskammer zu halten, wobei das Projektil
auf andere Weise gegen Vorwärtsbewe gung gehalten
wird, indem es in Kontakt mit dem vorangehenden Projektil ist, oder
durch Zusammenwirken mit Stoppmitteln oder ähnlichem in der Verschlusskammer,
oder durch Anordnen an dem Ende eines Hubs der Lademittel, welche
die Geschosse nacheinander in den Rohrverschluss vorbringen.
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Vorzugsweise wird das Verschlussgeschoss gegen
Rückwärtsbewegung
festgehalten durch den Verkeilungsvorgang zwischen der Bohrungsdichtung und
dem Projektil. Jedoch können,
wenn gewünscht, die
Haltemittel gegen den Bund und das Projektil wirken, um einer Rückwärtsbewegung
des Verschlussprojektils während
des Feuervorgangs zu widerstehen.
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Das Haltemittel ist vorzugsweise
zurückziehbar,
wie beispielsweise indem es unterteilt ist und nach auswärts zurückziehbar,
so dass nach dem Feuervorgang eines Projektils die Haltemittel zurückgezogen
werden können,
um solcherart nicht das Vorbringen eines weiteren Geschosses in
die Verschlusskammer zu hindern. Das Haltemittel ist auch vorzugsweise
axial beweglich, so dass das Haltemittel, nachdem ein Geschoss in
die Verschlusskammer geladen worden ist, in Richtung des Projektils
bewegt werden kann, um solcherart den Dichtungsbund vorwärts entlang
des Projektils zu drücken
und folglich in eine abdichtende Zusammenwirkung mit der Verschlusskammer
zu bringen.
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Es ist auch bevorzugt, dass die Treibkammer als
eine nach hinten divergierende, ringförmige Kammer ausgebildet ist,
welche die Rohrkammer und die Verschlusskammer trennt, die vorzugsweise
als eine Fortführung
der Rohrkammer ausgebildet ist.
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In einem anderen Aspekt wird diese
Erfindung bei einer projektilfeuernden Waffe angewendet, wie verschiedentlich
zuvor definiert, und beinhaltet ein Geschoss in der Rohrkammer und
ein auf dieses stoßendes
Geschoss in der Verschlusskammer, welches mit seiner Bohrungsdichtung
auswärts
gepresst in Zusammenwirkung mit der Verschlusskammer angeordnet
ist, und worin die Bohrungsdichtung an dem Verschlussgeschoss funktionell
vom Dichtungskontakt mit der Verschlusskammer getrennt ist, wenn
das Verschlussgeschoss in Richtung der Rohrkammer vorgeschoben wird.
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Vorzugsweise wird das Verschlussgeschoss vorgeschoben,
indem das Projektil vorwärts
gedrückt wird,
was eine initiale teilweise Trennung der Bohrungsdichtung bewirkt,
um ihm so zu ermöglichen, sich
von der Verschlussbohrung abzulösen.
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Die Treibkammer kann eine zylindrische Kammer
sein, welche als rückwärtige Erstreckung des
Rohres jenseits des gekammerten Geschosses und um die Nase des Verschlussgeschosses
ausgebildet ist, aber vorzugsweise ist die Treibkammer in der Form
einer Vertiefung in der Rohrwand, welche rückseitig des Kammergeschosses
angeordnet ist. Die Treibkammer kann eine plane, zylindrische Form oder
eine teil-hemisphärische
oder toroidale Form oder eine ähnliche
Form aufweisen, oder sie kann nach rückwärtig divergieren, um so die
Expansion des Treibmittels in einer Richtung zu dem gekammerten
Geschoss zu leiten.
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Gemäß eines anderen Aspekts der
Erfindung wird ein Verfahren zum Verschließen eines Rohres einer projektilfeuernden
Waffe gegen eine Treibmittelreaktion während des Feuervorgangs bereitgestellt,
wobei das Verfahren beinhaltet: Einführen eines weiteren Geschosses
in das Rohr hinter dem zu feuernden Geschoss und eine Treibmittelkammer;
Bewirken einer Dichtung zwischen dem weiteren Geschoss und dem Rohr;
gekennzeichnet durch folgende Schritte: Einspeisung von Treibmittel in
die Treibmittelkammer neben dem zu feuernden Geschoss; und Halten
des abgedichteten weiteren Geschosses im Rohr während des Feuerns.
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Vorzugsweise ist die projektilfeuernde
Waffe ausgeführt
wie verschiedentlich zuvor beschrieben.
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Das weitere Geschoss kann in dem
Rohr durch Zurückhaltemittel
gehalten werden, welche strukturiert sind, um der Reaktionskraft
zu widerstehen, welche beim Abfeuern des aktiven Geschosses aufgebracht
wird, aber vorzugsweise verwendet die Dichtung zwischen dem passiven
Geschoss und dem Rohr eine Verkeilungswirkung zwischen einem Dichtungsring
und dessen Befestigung auf dem passiven Geschoss, welches in dem
Rohr durch Rückhaltemittel
gehalten wird, was die Verkeilungs-Dichtungswirkung bewirkt.
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Projektilfeuernde Waffen, welche
die Erfindung beinhalten, werden nun, mit Bezug zu den anhängenden
schematischen Zeichnungen, auf beispielhaftem Weg beschrieben. Es
zeigen:
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1 einen
schematischen Querschnitt einer Kanone;
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2 die
Ausführungsform
der 1 mit dem Kammergeschoss
zuerst; und
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3 die
Ladung des nächsten
zu feuernden Geschosses.
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Eine großkalibrige Kanone 10 oder
eine ähnliche
Waffe umfasst eine Rohranordnung 11, welche mit einer geraden
Durchgangsbohrung 12 ausgebildet ist, deren Führungsabschnitt
die gezogene Bohrung 13 ausbildet, während sein Folgeabschnitt die Rohrkammer 14 und
die Verschlusskammer 15 ausbildet. Die Rohrkammer 14 ist
von der Verschlusskammer 15 durch eine Treibkammer 17 getrennt, welche
sich umfänglich
um die Bohrung 12 erstreckt und nach hinten von dieser
divergiert. Die Treibkammer 17 ist mit Flüssigtreibmitteleinspritzern 18 und Zündmitteln 20 versehen.
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Das Folgeende der Rohranordnung 11 ist verdickt,
um die Treibkammer 17 ebenso wie externe Führungsschlitze 21 für die unterteilten
Haltemittel 25 aufzunehmen, welche in der Lage sind, axial
entlang der Folgeschlitze 21 bewegt zu werden, so dass
deren innere, teilringförmigen
Verlängerungen 26 aus der
Reihe der Bohrung 12 entfernt werden können, um einem Geschoss 30 zu
erlauben, die Bohrung 12 in der Verschlusskammer zu erreichen.
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Jedes Geschoss 30 umfasst
ein Projektil 31 und eine folgende, ringförmige Bohrungsdichtung 32. Das
Führungsende
der ringförmigen
Bohrungsdichtung 32 hat einen nach einwärts gerichteten Bund, welcher
verschieblich in einer ringförmigen
Vertiefung 37 angeordnet ist, die an der Basis des Kopfes 34 des
Projektils 31 ausgebildet ist.
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Die innere Oberfläche 35 der ringförmigen Bohrungsdichtung 32 und
die äußere Oberfläche des Schwanzes 36 des
Projektils 31 sind solcher Art als komplementäre, kegelstumpfförmige Oberflächen in solcher
Weise ausgebil det, dass eine Vorwärtsbewegung der ringförmigen Bohrungsdichtung 32 relativ zu
dem Projektil 31 in einer Erweiterung nach auswärts der
ringförmigen
Bohrungsdichtung 32 resultiert.
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Diese Ausweitung wird, wenn das Geschoss in
der Verschlusskammer angeordnet ist, in einer abdichtendenden Zusammenwirkung
mit der Bohrung 12 resultieren. Diese Abdichtung wird durch
einen geeigneten Verriegelungsmechanismus aufrechterhalten, der
allgemein mit 44 bezeichnet ist, welcher die Haltemittel 25 betätigt, deren
Finger 26 gegen das geflanschte rückwärtige Ende 41 der
Bohrungsdichtung 32 vorwärts drückt und die erforderliche axiale
Bewegung der Dichtung 32 bewirkt, um eine operative Abdichtung
mit der Verschlusskammerwand zu bewirken.
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Das Verschlussgeschoss 30 wird
am Fortschreiten durch die Bohrung 12 durch Anstoßen seines
Projektils an das Hinterteil des Kammerprojektils gehindert, welches
in Position gehalten wird durch nach einwärts vorstehende Felder 42 vor
der Verschlusskammer 14.
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Im Gebrauch sind die Geschosse 30 aufgereiht
rückwärtig in
einem Magazin gespeichert und ein Lademechanismus, der nicht gezeigt
ist, aber allgemein als 45 in den 2 und 3 bezeichnet ist, ist ausgebildet,
um gegen die Magazingeschosse 46 oder einige von diesen
zu drücken,
um die zwei Führungsgeschosse
in die Rohranordnung 11 zu forcieren, bis das Führungsgeschoss 30 gegen
die Marken 42 stößt, womit
es in der Verschlusskammer 14 plaziert ist. Das Kammergeschoss
ist dann in dem Rohr 14 vor der Treibkammer 17 plaziert
und das Folgegeschoss ist in der Verschlusskammer 15 plaziert,
wie in 1 dargestellt.
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Der Verschlussmechanismus 44 wird
dann betätigt,
um die Finger 25 nach einwärts zu schwenken, um hinter
dem rückseitig
geflanschten Ende 41 der Bohrungsdichtung 32 angeordnet
zu werden, und dann axial vorbewegt, um die Bohrungsdichtung 32 geringfügig vorwärts zu forcieren
entlang dem frustokonischen Schlussabschnitt des Projektils 31.
Dieser Vorgang bringt die Bohrungsdichtung 32 zwischen das
Projektil und die Bohrung 12 und bildet eine abgedichtete
Verschlusskammer 15. Dieser Vorgang ist möglich, da
die Zu sammenwirkung des Folgeendes des Kammergeschosses mit den
Feldern 42 eine Vorwärtsbewegung
des Verschlussgeschosses während
der Ausweitung der Bohrungsdichtung 32 verhindert.
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Flüssiges Treibmittel wird dann
in die Treibkammer 17 durch die Treibmitteleinspritzer 18 eingespritzt
und durch die Zündmittel 20 gezündet. Die
expandierenden Gase feuern das aktive Geschoss, worauf folgend die
Sequenz in schneller Folge wiederholt werden kann, wenn gewünscht, beispielsweise in
der Folge von 20 bis 30 Geschossen pro Minute
für eine
kurze Periode, wenn erforderlich.
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Nachdem das Führungsgeschoss gefeuert worden
ist, wird die Säule
der Geschosse vorbewegt, was das nächste Geschoss zu einer Rohrkammer 14 und
ein folgendes Geschoss in die Verschlusskammer 15 vorbewegt.
Während
dieses Vorgangs ist die initiale Vorwärtsbewegung des Projektils 31 in
die Verschlusskammer eine axiale Bewegung relativ zu der Bohrungsdichtung 32,
wodurch die Bohrungsdichtung 32 von ihrer abdichtenden
Zusammenwirkung mit der Verschlusskammer abgelöst wird.
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Die Bohrungsdichtung 32 schreitet
dann mit dem Projektil vor, wenn ihr einwärts gerichteter peripherer
Flansch 33 gegen die Folgefläche der ringförmigen Vertiefung 37 stößt. Sie
wird folglich mit dem Projektil in die Rohrkammer 14 gebracht.
In dieser Position hilft der ausgeweitete Bund beim Ausbilden einer
effizienten Gasdichtung zum Vortrieb des Geschosses aus dem Rohr.
Des weiteren wird während des
Feuervorgangs eine Rückwärtsbewegung
des Projektils 31 zur Auswärtsdichtungskraft beitragen, welche
durch die Bohrungsdichtung 32 auf die Verschlusskammer
aufgebracht wird. Vorzugsweise sind das Projektil und die Bohrungsdichtung
aus Stahl oder einer geeigneten Legierung ausgebildet.
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In einer alternativen Ausführungsform
sind die Bohrungsdichtungen 32 als Zentrierhülse („sabot") ausgebildet, welche
sich auswärts
jenseits der Projektile 31 erstreckt und ausgebildet ist,
um nach Verlassen des Rohres abzufallen. In einer weiteren Ausführungsform
ist die Verschlusskammer ausgebildet zu einer Preßsitz mit
einem einstückigen
Projektil, welches durch einen geeigne ten Lademechanismus in Position
gebracht wird und elastisch oder plastisch durch Verbrennung des
Treibmittels expandiert wird, um die Abdichtung der Rohrkammer zu
bewirken.
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Die Geschosse können Massivgeschosse, hochexplosive
Geschosse 35 oder Raketengeschosse sein. Ein zusätzlicher
Vorteil, der durch die Kanone 10 bereitgestellt wird, ist,
dass nach jedem Feuervorgang die verbrannten Gase und ähnliches
nicht nach rückwärts zur
Position des Bedieners ausgestoßen
werden, da die Verschlussöffnung
jederzeit geschlossen ist durch ein im Verschluss befindliches oder
teilweise im Verschluss befindliches Geschoss.