EP0440617B1 - Druckluftwaffe - Google Patents

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Publication number
EP0440617B1
EP0440617B1 EP89903137A EP89903137A EP0440617B1 EP 0440617 B1 EP0440617 B1 EP 0440617B1 EP 89903137 A EP89903137 A EP 89903137A EP 89903137 A EP89903137 A EP 89903137A EP 0440617 B1 EP0440617 B1 EP 0440617B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
pressure cylinder
barrel
trigger
shot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP89903137A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0440617A1 (de
Inventor
Peter Goepfert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haemmerli Jagd und Sportwaffenfabrik und Apparatebau GmbH
Original Assignee
HAEMMERLI JAGD- und SPORTWAFFENFABRIK und APPARATEBAU GmbH
Haemmerli AG
Hammerli Jagd- und Sportwaffenfabrik und Apparatebau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HAEMMERLI JAGD- und SPORTWAFFENFABRIK und APPARATEBAU GmbH, Haemmerli AG, Hammerli Jagd- und Sportwaffenfabrik und Apparatebau GmbH filed Critical HAEMMERLI JAGD- und SPORTWAFFENFABRIK und APPARATEBAU GmbH
Publication of EP0440617A1 publication Critical patent/EP0440617A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0440617B1 publication Critical patent/EP0440617B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41B—WEAPONS FOR PROJECTING MISSILES WITHOUT USE OF EXPLOSIVE OR COMBUSTIBLE PROPELLANT CHARGE; WEAPONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F41B11/00—Compressed-gas guns, e.g. air guns; Steam guns
    • F41B11/60—Compressed-gas guns, e.g. air guns; Steam guns characterised by the supply of compressed gas
    • F41B11/68—Compressed-gas guns, e.g. air guns; Steam guns characterised by the supply of compressed gas the gas being pre-compressed before firing

Definitions

  • the present invention relates to a compressed air weapon with a barrel, a first compression piston arranged in a larger low-pressure cylinder, a second compression piston arranged in a smaller high-pressure cylinder, a shot valve arranged in a valve housing, which can be actuated via a trigger, and a tensioning lever.
  • Such a compressed air gun is known from DE-A-1 553 929.
  • the piston rod of the low pressure cylinder forms the high pressure cylinder.
  • the two cylinders are arranged coaxially to the barrel axis behind the barrel.
  • the shot valve is acted upon by the pressure of the high-pressure cylinder in the opening direction and is held in the closed position by a trigger rod.
  • Its conical sealing body seals in a conical seat of the valve housing, which is penetrated transversely through the channel between the high-pressure cylinder chamber and the bore. Since here the High pressure channel must penetrate the entire piston rod of the high pressure cylinder, the dead volume of the high pressure cylinder is relatively large and can hardly be used for the shot development.
  • the arrangement of the two cylinders behind the barrel requires a large overall length.
  • the valve member is heavily loaded transversely to its axis and therefore has a lot of friction.
  • its sealing body wears out quickly.
  • the tensioning lever is not locked against snapping back during its movement, so its handling is dangerous.
  • Another compressed air gun of the type mentioned is known from DE-OS 2 263 271.
  • the piston of the low-pressure cylinder simultaneously forms the high-pressure cylinder, while the high-pressure piston is anchored to the housing.
  • the shot valve is a poppet valve that is opened by a trigger linkage against the pressure in the high pressure chamber and against the force of a closing spring.
  • the compressed air gun described in CH-PS 458 127 has a similar structure.
  • the invention has for its object to design a pressure weapon of the type mentioned in such a way that the projectile energy is as constant as possible, and that it is inexpensive to manufacture and reliable.
  • this object is achieved in that at least the low-pressure cylinder and the valve housing are designed as an integral plastic body in which the barrel is fastened.
  • this object is achieved in that the tensioning lever is connected to both pistons by means of a separate joint rod.
  • the object of the invention is achieved by the combination of features according to claim 5.
  • the rifle shown in FIG. 1 comprises a wooden butt 1 with a stock 2.
  • a one-piece housing 3 made of plastic is attached to the stock 2.
  • the housing 3 carries a barrel 4 and a rear sight 5.
  • the barrel 4 is inserted into a metal sleeve 6 cast in the housing 3 and is clamped by a union nut 7. So that the barrel 4 is properly fixed in the plastic and replaceable.
  • a low-pressure cylinder 8 is formed in the housing 3 parallel to the barrel axis, in which a piston 9 is longitudinally displaceable.
  • a smaller high-pressure cylinder 10 is arranged behind the cylinder 8 parallel to the cylinder 8, but offset somewhat upwards.
  • Another piston 11 is displaceable in the cylinder 10.
  • a shot valve 12 with a high-pressure chamber 13 is located in the housing 3 between the two cylinders 8, 10.
  • the chamber 13 is connected directly to the high-pressure cylinder 10 via a connecting duct 14 and to the low-pressure cylinder 8 via a further duct 15.
  • a check valve 16 with a low opening pressure is arranged in the channel 15 very close to the low-pressure cylinder 8. This keeps the loss volume small.
  • the shot valve 12 has a conical seat 20 which is formed in the housing 3 and in which a cone 21 of the valve member 22 is seated.
  • the cone 21 has a circumferential groove 23 in which an elastomeric sealing ring 24 is seated.
  • the ring 24 seals with an edge 25 against the seat 20. This means that the area of the sealing cross-section is precisely defined.
  • the valve member 22 has at the bottom a shaft 27 which is guided so as to be longitudinally displaceable in an insert 26.
  • the shaft 27 is sealed off from the insert 26 by a lip seal 28 with an outer, more solid, cylindrical stop 29.
  • a flange 30 of the valve member 22 strikes against the stop 29, so that the valve member 22 is softly intercepted and the weapon is little shaken.
  • the seal is pressed more strongly against the shaft 27, that is to say that more Friction is generated, and that a possible bounce of the valve member 22 is at least damped.
  • the diameter of the shaft 27 is larger than the diameter of the sealing edge 25, so that the valve member 22 is loaded in the opening direction by the pressure in the chamber 13. Immediately after lifting off the sealing edge, the pressure acts on the full cross-section of the shaft 27.
  • a spring 31 can serve to support the opening force which arises from the difference in diameter of the sealing edge 25 and shaft 27 in connection with the pressure in the chamber 13. Due to the shot valve opening with its own pressure, only very low forces are required in the trigger system, and this can therefore be made extremely light. The moving masses during the shot development time thus remain minimal.
  • valve member 22 Before firing the shot (FIG. 2), the valve member 22 is supported by a valve lever 34 which can be pivoted about a bolt 33 fixed to the housing.
  • a nose 35 of the lever 34 engages under a conical end face 36 of the shaft 27.
  • the perpendicular to the support surface of the nose 35 extends to the left of the axis of the bolt 33, so that the lever 34 is actuated by the opening force of the valve member 22 is loaded counterclockwise.
  • the valve lever 34 is held in the position shown in FIG. 2 by a nose 37a of a pivotable, spring-loaded trigger lever 37 (FIG. 5).
  • the trigger lever 37 is pivoted by an actuating lever 38 which is connected to a trigger 40 via a coupling rod 39.
  • the trigger 40 can be pivoted about a further bolt 41 fixed to the housing.
  • the lever 37 pivots clockwise and releases the valve lever 34 with its nose 37a. This pivots counterclockwise so that the nose 35 releases the valve member 22 and opens it under the pressure in the chamber 13 (FIG. 3).
  • the conical valve seat 20 in connection with the cone 21 of the shot valve 12 the loss of acceleration of the outflowing compressed air is achieved due to the constant narrowing of the outflow cross section. Due to the construction shown, the volume between the upper end of the cone 21 and the rear barrel end can be kept very low. As a result, there is only a slight pre-expansion until the effective weft development begins. The stored pressure energy is thus largely converted into the kinetic energy of the projectile.
  • a tensioning lever 44 arranged in the basic position parallel to the barrel 4 can be pivoted about a bolt 45 inserted into the housing 3 (FIG. 1).
  • the lever 44 is connected to the two pistons 9, 11 via an articulated rod 46, 47.
  • the pistons 9, 11 are penetrated at their end facing away from the shot valve 12 by a pin 48, 49, which protrude through longitudinal slots in the cylinders 8, 10 and on which the rods 46, 47 are articulated on the outside.
  • the rod 46 of the low-pressure piston 9 is articulated by the bolt 45 with a larger radius than the rod 47 of the high-pressure piston 11.
  • the piston 9 therefore has a greater stroke than the piston 11.
  • This stroke ratio over two and the stroke volume ratio of the low pressure are expedient - to the high pressure cylinder between four and twenty.
  • the articulation geometry is selected such that the articulated triangle of the low-pressure piston 9 almost reaches the dead center when the tensioning lever 44 is fully pivoted out (dash-dotted position), while the articulated triangle of the high-pressure piston 11 just exceeds the dead center when moving into the basic position of the tensioning lever 44. This ensures that, on the one hand, the force to be exerted on the lever 44 remains limited towards the end of the compression, and on the other hand that the lever 44 is held in the basic position by the pressure applied to the piston 11 in the tensioned state.
  • a locking system shown in FIG. 4 is arranged to secure the tensioning lever 44 against snapping back during tensioning.
  • a locking member 50 with two locking lugs 51, 52 is pivotally mounted on the pin 48 outside the cylinder 8, but within the articulated rod 46.
  • the two locking lugs 51, 52 are offset from one another in the axial direction of the pin 48 and interact with one of two toothed racks 53, 54 fastened next to one another in the housing 3 with sawtooth-shaped teeth.
  • the locking member 50 is loaded by a longitudinally displaceably guided bow spring 55 in the housing 3.
  • the free, curved end 56 of the spring 55 engages in one of two latching recesses 57, 58 of the latching member 50.
  • an actuating button 60 which is displaceable on the barrel 4 and is loaded forwards by a spring 59 is pulled backwards.
  • a projection 61 of the button 60 pushes the bow spring 55 backwards into the other latching recess 58, so that the nose 52 now engages in the rack 54 and releases the lever 44 for the pulling movement.
  • a bolt 63 fastened to the button 60 and engaging in a bore 62 of the tensioning lever 44 secures the tensioning lever 44. Only after the button 60 is released is the tensioning lever 44 released for actuation.
  • a pivot lever 68 is pivoted via a pin 67 running in a guide curve 66 of the button 60.
  • a push rod 69 is articulated on the second arm of this lever 68.
  • the rear end of the rod 69 is articulated on a tensioning lever 70 (FIG. 3).
  • the lever 70 is pivotally mounted on a bolt 71 fixed to the housing.
  • a lug 72 of the lever 70 projects under the end face of the stem 27 of the valve member 22. When the rod 69 is pressed, the lug 72 pushes the valve member 22 into the closed position.
  • valve lever 34 is pivoted upward by a spring clip 73 attached to the lever 70, so that it engages with its nose 35 under the end face 36 and engages behind the nose 37a of the trigger lever 37.
  • An extension 74 of the valve lever 34 pivots from the position shown in FIG. 3 into the position according to FIG. 2.
  • the button 60 is now released, the rod 69 also moves forward and pivots the clamping lever 70 into the basic position.
  • a locking member 76 which is pivotably mounted on the tensioning lever 70 and is preloaded against a stop by a spring 75 runs onto the extension 74, jumps over it and finally rests with its end surface 77 relative to the end surface 78 of the extension 74. The button 60 is thus against renewed actuation secured before the next firing.
  • the tensioning lever 44 can be pivoted so that the piston 9 compresses the air in the cylinder 8 and pushes it into the cylinder 10 in front of the retracting piston 11 via the channels 14, 15 and the check valve 16.
  • the tensioning lever 44 When the tensioning lever 44 is released, it snaps back because of the locking member 50 at most a few millimeters until the next locking engagement.
  • the air that has already flowed into the cylinder 10 dampens the tensioning lever 44 from kicking back.
  • the tensioning lever 44 is pivoted all the way back, the bow spring 55 strikes against a stop 79 fixed to the housing and is pushed forward relative to the locking member 50 until the end 56 in the locking recess 57 and thus the locking lug 51 engages in the rack 53.
  • a loading slide 82 is opened automatically.
  • the loading slide 82 is pushed manually against the force of a spring 83 into the closed position (FIGS. 2 and 5), with a ball placed in a loading opening 84 85 is inserted through the fork-shaped front end 86 of the loading slide 82 into the rear barrel end.
  • An arcuate slot 87 is milled out between the two prongs of the end 86 in order to keep the flow losses low.
  • the loading slide 82 has a locking recess 88 in the rear, in which one arm of a spring-loaded, two-armed locking lever 89 engages in the closed position.
  • the other arm of the lever 89 is pushed in by the tensioning lever 44 when the tensioning lever 44 is pivoted back completely, so that the loading slide 82 is released and pushed backwards by the spring 83.
  • a conical extension 90 moves a pin 92 loaded upwards by a spring 91 downward. In the lower end position, the lower end of the pin 92 has only slight play with respect to an arm 93 of the trigger 40, so that it is locked against actuation until the loading slide 82 is moved manually and thus deliberately into the closed position.
  • the plastic housing 3 enables a very low-friction displacement of the pistons 9, 11 without lubrication, so that the energy expenditure for actuation is low compared to known rifles.
  • By opening the shot valve with gas pressure extremely short and very regular valve opening times are achieved.
  • the aerodynamically favorable training on the valve cone 21 and in the loading slide end 86 help that To keep flow losses low.
  • the described structural arrangement of the shot valve and the loading slide towards the end minimizes the damage volume and thus the pre-expansion. All of these measures contribute to increasing the efficiency of the conversion of the energy stored in the compressed air into kinetic projectile energy. As a result, the required pressure in the chamber 13 can be significantly reduced compared to known weapons for a given kinetic projectile energy.
  • a low accumulator pressure is a prerequisite for low forces on the tensioning lever 44. Another requirement is the formation of the kinematics by means of which this pressure is generated. Because both pistons 9 and 11 are each connected to the tensioning lever 44 by a separate articulated rod 46 and 47, the crank kinematics for both pistons can be optimized and, above all, coordinated with one another in such a way that despite the hyperbolic characteristic of the pressure-travel relationship, the almost Isothermal compression no significant torque peaks on the lever 44 are required. The maximum torque required for tensioning on the lever 44 is so low that it can be made relatively short. With a prototype for a max. Shot energy of 7.5 joules, the maximum force to be used on the 300mm long clamping lever was less than 40 N.
  • This low muscle effort and the favorable position of the clamping lever pivot point allow the shooter to cock in the stop position. Because the shot valve 12 opens precisely and quickly, strikes softly and at the same time small masses are moved and the plastic housing dampens the vibrations, the shot is low in vibration and the energy transferred to the projectile scatters little. This ensures a high precision of the weapon.
  • the rifle is absolutely safe to use due to the built-in locks and safeguards. Due to the almost metal-free compressed air spaces, the pressure system is corrosion-resistant and low-maintenance. Due to the small number of components, manufacturing and assembly times are kept low. The training described is suitable not only for rifles, but also for compressed air pistols.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckluftwaffe mit einem Lauf, einem in einem grösseren Niederdruckzylinder angeordneten ersten Verdichtungskolben, einem in einem kleineren Hochdruckzylinder angeordneten zweiten Verdichtungskolben, einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Schussventil, das über einen Abzug betätigbar ist, sowie einem Spannhebel.
  • Ein solches Druckluftgewehr ist aus der DE-A-1 553 929 bekannt. Bei diesem bekannten Gewehr bildet die Kolbenstange des Niederdruckzylinders den Hochdruckzylinder. Die beiden Zylinder sind koaxial zur Laufachse hinter dem Lauf angeordnet. Das Schussventil ist durch den Druck des Hochdruckzylinders in Oeffnungsrichtung beaufschlagt und in der Schliessstellung durch eine Abzugstange gehalten. Sein kegelförmiger Dichtkörper dichtet in einem kegelförmigen Sitz des Ventilgehäuses, das durch den Kanal zwischen Hochdruckzylinderraum und Laufbohrung quer durchsetzt wird. Da hier der Hochdruckkanal die gesamte Kolbenstange des Hochdruckzylinders durchsetzen muss, ist das Totvolumen des Hochdruckzylinders relativ gross und für die Schussentwicklung kaum nutzbar. Die Anordnung der beiden Zylinder hinter dem Lauf erfordert eine grosse Baulänge. Das Ventilglied ist quer zu seiner Achse hoch belastet und hat daher viel Reibung. Ausserdem verschleisst sein Dichtkörper rasch. Der Spannhebel ist während seiner Bewegung nicht gegen ein Zurückschnellen gesperrt, so dass seine Handhabung gefährlich ist.
  • Ein weiteres Druckluftgewehr ist aus der DE-A-2 330 535 bekannt. Dieses Gewehr hat allerdings bloss eine einstufige Luftverdichtung mit entsprechend hoher Belastung der Bauteile bei gleicher Geschossenergie. Der Zylinder ist hier unter dem Lauf angeordnet. Das Schussventil wird gegen Federkraft geöffnet.
  • Ein weiteres Druckluftgewehr, allerdings mit einem federbelasteten Kolben, ist in der DE-A-2 631 256 beschrieben. Bei diesem Gewehr hat der Spannhebel eine Rückschlagsperre mit einem schwenkbaren Sperrelement, das in die Gewindezähne einer Schraube eingreift. Der Spannhebel kann daher beim Spannen der Feder nicht versehentlich nach vorn durchschlagen, sondern muss bis zu seinem hinteren Anschlag durchgezogen werden. Ein weiteres Gewehr mit einer Rückschlagsperre ist in der DE-OS 36 11 731 beschrieben.
  • Ein weiteres Druckluftgewehr der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 2 263 271 bekannt. Hier bildet wiederum der Kolben des Niederdruck-Zylinders gleichzeitig den Hochdruckzylinder, während der Hochdruckkolben gehäusefest verankert ist. Das Schussventil ist ein Sitzventil, das durch ein Abzuggestänge gegen den Druck in der Hochdruckkammer und gegen die Kraft einer Schliessfeder geöffnet wird.
  • Aehnlich aufgebaut ist das in der CH-PS 458 127 beschriebene Druckluftgewehr.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckwaffe der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass die Geschossenergie möglichst konstant ist, und dass es preiswert herstellbar und betriebssicher ist.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens der Niederdruckzylinder und das Ventilgehäuse als ein einstückiger Kunststoffkörper ausgebildet sind, in welchem der Lauf befestigt ist.
  • Nach einem zweiten Aspekt wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Spannhebel mittels je einer separaten Gelenkstange mit beiden Kolben verbunden ist.
  • Nach einem dritten Aspekt wird die Erfindungsaufgabe durch die Merkmalskombination gemäss Anspruch 5 gelöst.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch ein Druckluftgewehr,
    Fig. 2
    einen Ausschnitt des Längsschnittes nach Fig. 1 in vergrössertem Massstab,
    Fig. 3
    einen Teil des Ausschnittes nach Fig. 2 in einer andern Betriebsstellung,
    Fig. 4
    schematisch ein Betätigungsglied, und
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung der Abzugvorrichtung.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Gewehr umfasst einen hölzernen Kolben 1 mit einem Schaft 2. Am Schaft 2 ist ein einstückiges Gehäuse 3 aus Kunststoff befestigt. Das Gehäuse 3 trägt einen Lauf 4 sowie ein Diopter 5. Der Lauf 4 ist in eine im Gehäuse 3 eingegossene Metallhülse 6 eingesetzt und durch eine Ueberwurfmutter 7 festgespannt. Damit ist der Lauf 4 im Kunststoff einwandfrei befestigt und auswechselbar. Unterhalb des hinteren Endes des Laufs 4 ist im Gehäuse 3 ein Niederdruckzylinder 8 parallel zur Laufachse angeformt, in welchem ein Kolben 9 längsverschiebbar ist. Hinter dem Zylinder 8 ist ein kleinerer Hochdruckzylinder 10 parallel zum Zylinder 8, aber etwas nach oben versetzt angeordnet. Im Zylinder 10 ist ein weiterer Kolben 11 verschiebbar. Zwischen den beiden Zylindern 8, 10 sitzt im Gehäuse 3 ein Schussventil 12 mit einer Hochdruckkammer 13. Die Kammer 13 ist über einen Verbindungskanal 14 direkt mit dem Hochdruckzylinder 10 und über einen weiteren Kanal 15 mit dem Niederdruckzylinder 8 verbunden. Im Kanal 15 ist sehr nahe beim Niederdruckzylinder 8 ein Rückschlagventil 16 mit geringem Oeffnungsdruck angeordnet. Damit bleibt das Verlustvolumen klein. Das Schussventil 12 hat einen im Gehäuse 3 geformten, kegelförmigen Sitz 20, in welchem ein Kegel 21 des Ventilgliedes 22 sitzt. Der Kegel 21 hat eine Umfangsnut 23, in welcher ein elastomerer Dichtring 24 sitzt. Der Ring 24 dichtet mit einer Kante 25 gegenüber dem Sitz 20 ab. Dadurch ist die Fläche des Abdichtquerschnittes exakt definiert. Das Ventilglied 22 hat unten einen in einem Einsatz 26 längsverschiebbar geführten Schaft 27. Der Schaft 27 ist gegenüber dem Einsatz 26 durch eine Lippendichtung 28 mit einem äusseren, massiveren, zylindrischen Anschlag 29 abgedichtet. Beim Oeffnen des Ventils 12 schlägt ein Flansch 30 des Ventilgliedes 22 gegen den Anschlag 29, so dass das Ventilglied 22 weich abgefangen und die Waffe wenig erschüttert wird. Ausserdem wird durch die Kraft, die der Flansch 30 auf die Dichtung 28,29 ausübt, die Dichtung stärker an den Schaft 27 gedrückt, das heisst, dass mehr Reibung erzeugt wird, und dass damit ein eventuelles Prellen des Ventilgliedes 22 mindestens gedämpft wird. Der Durchmesser des Schaftes 27 ist grösser als der Durchmesser der Dichtkante 25, so dass das Ventilglied 22 durch den Druck in der Kammer 13 in Oeffnungsrichtung belastet ist. Sofort nach dem Abheben von der Dichtkante wirkt der Druck auf den vollen Querschnitt des Schaftes 27. Zur Unterstützung der Oeffnungskraft, die durch die Durchmesserdifferenz von Dichtkante 25 und Schaft 27 in Verbindung mit dem Druck in der Kammer 13 entsteht, kann eine Feder 31 dienen. Durch das mit Eigendruck öffnende Schussventil sind im Abzugsystem nur sehr geringe Kräfte erforderlich, und dieses kann somit äusserst leicht gebaut sein. Die bewegten Massen während der Schussentwicklungszeit bleiben somit minimal. Alternativ ist es auch möglich, die Oeffnungskraft allein durch die Feder 31 aufzubringen, wobei bei dieser Variante der Durchmesser der Dichtkante 25 gleich dem Durchmesser des Schaftes 27 ist.
  • Vor der Schussabgabe (Fig. 2) ist das Ventilglied 22 durch einen um einen gehäusefesten Bolzen 33 schwenkbaren Ventilhebel 34 unterstützt. Eine Nase 35 des Hebels 34 untergreift dabei eine konische Stirnfläche 36 des Schaftes 27. Die Senkrechte zur Unterstützungsfläche der Nase 35 verläuft in der Darstellung nach Fig. 2 links von der Achse des Bolzens 33 durch, so dass der Hebel 34 durch die Oeffnungskraft des Ventilgliedes 22 im Gegenuhrzeigersinn belastet ist. Der Ventilhebel 34 wird in der in Fig. 2 dargestellten Lage durch eine Nase 37a eines schwenkbaren, federbelasteten Abzughebels 37 gehalten (Fig. 5). Der Abzughebel 37 wird durch einen Betätigungshebel 38 verschwenkt, der über eine Koppelstange 39 mit einem Abzug 40 verbunden ist. Der Abzug 40 ist um einen weiteren gehäusefesten Bolzen 41 schwenkbar. Beim Ziehen des Abzugs 40 schwenkt der Hebel 37 im Uhrzeigersinn und gibt mit seiner Nase 37a den Ventilhebel 34 frei. Dieser schwenkt im Gegenuhrzeigersinn, so dass die Nase 35 das Ventilglied 22 freigibt und dieses unter dem Druck in der Kammer 13 öffnet (Fig. 3). Dazu sind nur sehr geringe Massen zu beschleunigen, so dass eine sehr kurze Reaktionszeit zwischen dem Ziehen des Abzugs 40 über seinen Druckpunkt bis zum vollständigen Oeffnen des Schussventils 12 verstreicht. Durch den kegelförmigen Ventilsitz 20 in Verbindung mit dem Kegel 21 des Schussventils 12 wird durch die stetige Verengung des Abströmquerschnittes eine verlustarme Beschleunigung der ausströmenden Druckluft erreicht. Durch die dargestellte Konstruktion kann das Volumen zwischen dem oberen Ende des Kegels 21 und dem hinteren Laufende sehr gering gehalten werden. Dadurch findet bis zum Einsetzen der effektiven Schussentwicklung nur eine geringe Vorexpansion statt. Die gespeicherte Druckenergie wird somit zu einem sehr grossen Teil in kinetische Energie des Geschosses umgesetzt.
  • Zum Spannen ist ein in der Grundstellung parallel zum Lauf 4 angeordneter Spannhebel 44 um einen ins Gehäuse 3 eingesetzten Bolzen 45 schwenkbar (Fig. 1). Der Hebel 44 ist über je eine Gelenkstange 46, 47 mit den beiden Kolben 9, 11 verbunden. Dazu sind die Kolben 9, 11 an ihrem dem Schussventil 12 abgewandten Ende durch je einen Stift 48, 49 durchsetzt, die durch Längsschlitze in den Zylindern 8, 10 ragen und an denen aussen die Stangen 46, 47 angelenkt sind. Am Spannhebel 44 ist die Stange 46 des Niederdruckkolbens 9 mit einem grösseren Radius vom Bolzen 45 angelenkt als die Stange 47 des Hochdruckkolbens 11. Der Kolben 9 hat daher einen grösseren Hub als der Kolben 11. Zweckmässig ist dieses Hubverhältnis über zwei und das Hubvolumenverhältnis des Niederdruck- zum Hochdruckzylinder zwischen vier und zwanzig. Die Gelenkgeometrie ist so gewählt, dass das Gelenkdreieck des Niederdruckkolbens 9 bei voll ausgeschwenktem Spannhebel 44 (strichpunktierte Lage) annähernd zum Totpunkt gelangt, das Gelenkdreieck des Hochdruckkolbens 11 hingegen bei der Bewegung in die Grundstellung des Spannhebels 44 den Totpunkt knapp überschreitet. Dadurch wird erreicht, dass einerseits gegen Ende der Kompression die am Hebel 44 aufzuwendende Kraft beschränkt bleibt, anderseits dass der Hebel 44 durch den am Kolben 11 in gespanntem Zustand anstehenden Druck in der Grundstellung gehalten wird.
  • Zur Sicherung des Spannhebels 44 gegen ein Zurückschnellen während des Spannens ist ein in Fig. 4 dargestelltes Rastensystem angeordnet. Auf dem Stift 48 ist ausserhalb des Zylinders 8, aber innerhalb der Gelenkstange 46 ein Rastglied 50 mit zwei Rastnasen 51, 52 schwenkbar gelagert. Die beiden Rastnasen 51, 52 sind in Achsrichtung des Stiftes 48 gegeneinander versetzt und wirken mit je einer von zwei nebeneinander im Gehäuse 3 befestigten Zahnstangen 53, 54 mit sägezahnförmigen Zähnen zusammen. Das Rastglied 50 ist durch eine im Gehäuse 3 längsverschiebbar geführte Bügelfeder 55 belastet. Dazu greift das freie, gebogene Ende 56 der Feder 55 in eine von zwei Rastausnehmungen 57, 58 des Rastgliedes 50. In der dargestellten Grundstellung ruht das Ende 56 in der Ausnehmung 57 und drückt die Nase 51 in Eingriff mit der Zahnstange 53, so dass der Kolben 9 gegen eine Verschiebung nach hinten gesichert ist. Vor dem Spannen des Spannhebels 44 wird ein auf dem Lauf 4 verschiebbarer, durch eine Feder 59 nach vorn belasteter Betätigungsknopf 60 nach hinten gezogen. Dabei schiebt ein Vorsprung 61 des Knopfs 60 die Bügelfeder 55 nach hinten in die andere Rastausnehmung 58, so dass nun die Nase 52 in die Zahnstange 54 eingreift und den Hebel 44 für die Ziehbewegung frei gibt. Solange jedoch der Knopf 60 noch gezogen ist, sichert ein am Knopf 60 befestigter, in eine Bohrung 62 des Spannhebels 44 eingreifender Bolzen 63 den Spannhebel 44. Erst nach dem Loslassen des Knopfs 60 wird der Spannhebel 44 zur Betätigung frei.
  • Beim Zurückziehen des Knopfs 60 wird über einen in einer Führungskurve 66 des Knopfs 60 laufenden Stift 67 ein Schwenkhebel 68 verschwenkt. Am zweiten Arm dieses Hebels 68 ist eine Druckstange 69 angelenkt. Das hintere Ende der Stange 69 ist an einem Spannhebel 70 angelenkt (Fig. 3). Der Hebel 70 ist auf einem gehäusefesten Bolzen 71 schwenkbar gelagert. Eine Nase 72 des Hebels 70 ragt unter die Stirnfläche des Schaftes 27 des Ventilgliedes 22. Wenn die Stange 69 gedrückt wird, schiebt die Nase 72 das Ventilglied 22 in die geschlossene Stellung. Gleichzeitig wird durch einen am Hebel 70 befestigten Federbügel 73 der Ventilhebel 34 nach oben verschwenkt, so dass er mit seiner Nase 35 unter die Stirnfläche 36 einrastet und hinter der Nase 37a des Abzughebels 37 einrastet. Dabei schwenkt ein Ansatz 74 des Ventilhebels 34 aus der in Fig. 3 dargestellten Lage in die Stellung gemäss Fig. 2. Wird nun der Knopf 60 losgelassen, so bewegt sich auch die Stange 69 nach vorn und verschwenkt den Spannhebel 70 in die Grundstellung. Dabei läuft ein am Spannhebel 70 schwenkbar gelagertes, durch eine Feder 75 gegen einen Anschlag vorbelastetes Sperrglied 76 am Ansatz 74 auf, überspringt diesen und ruht schliesslich mit seiner Stirnfläche 77 gegenüber der Stirnfläche 78 des Ansatzes 74. Damit ist der Knopf 60 gegen eine erneute Betätigung vor der nächsten Schussabgabe gesichert.
  • Nach dem Ziehen und Loslassen des Knopfes 60 kann der Spannhebel 44 verschwenkt werden, so dass der Kolben 9 die Luft im Zylinder 8 verdichtet und über die Kanäle 14, 15 und das Rückschlagventil 16 in den Zylinder 10 vor den zurückweichenden Kolben 11 einschiebt. Beim Loslassen des Spannhebels 44 schnellt dieser wegen des Rastgliedes 50 höchstens wenige Millimeter bis zum nächsten Rasteneingriff zurück. Ausserdem dämpft die im Zylinder 10 bereits eingeströmte Luft ein Zurückschlagen des Spannhebels 44. Wenn der Spannhebel 44 ganz nach hinten geschwenkt ist, schlägt die Bügelfeder 55 gegen einen gehäusefesten Anschlag 79 an und wird relativ zum Rastglied 50 nach vorn geschoben, bis das Ende 56 in die Rastausnehmung 57 und somit die Rastnase 51 in die Zahnstange 53 eingreift. Nun ist der Spannhebel 44 bei der Vorwärtsbewegung gegen ein Zurückschnellen gesichert. Während dieser Bewegung wird die Luft im Zylinder 10 auf den Enddruck verdichtet. Ein erneutes Spannen des Spannhebels 44 vor der Schussabgabe ist unmöglich, weil das Rastglied 50 nicht durch den mittels des Sperrgliedes 76 gesperrten Knopf 60 umgeschaltet werden kann. Damit ist das Gewehr gegen eine zu hohe Geschossenergie und gegen Ueberlastung geschützt.
  • Beim Betätigen des Spannhebels 44 wird ein Ladeschieber 82 automatisch geöffnet. Der Ladeschieber 82 wird manuell gegen die Kraft einer Feder 83 in die Schliessstellung (Fig. 2 und 5) geschoben, wobei eine in eine Ladenöffnung 84 gelegte Kugel 85 durch das gabelförmige vordere Ende 86 des Ladeschiebers 82 in das hintere Laufende eingeschoben wird. Zwischen den beiden Gabelzinken des Endes 86 ist ein bogenförmiger Schlitz 87 ausgefräst, um die Strömungsverluste gering zu halten. Der Ladeschieber 82 hat hinten eine Rastausnehmung 88, in welche in der geschlossenen Stellung der eine Arm eines federbelasteten, zweiarmigen Rasthebels 89 eingreift. Der andere Arm des Hebels 89 wird bei vollständigem Zurückschwenken des Spannhebels 44 durch diesen eingedrückt, so dass der Ladeschieber 82 freigegeben und durch die Feder 83 nach hinten verschoben wird. Dabei verschiebt ein konischer Ansatz 90 einen durch eine Feder 91 nach oben belasteten Stift 92 nach unten. In der unteren Endstellung hat das untere Stirnende des Stiftes 92 nur geringes Spiel gegenüber einem Arm 93 des Abzugs 40, so dass dieser gegen Betätigung gesperrt ist, bis der Ladeschieber 82 manuel und damit bewusst in die geschlossene Stellung bewegt ist.
  • Durch das Kunststoffgehäuse 3 wird eine sehr reibungsarme Verschiebung der Kolben 9, 11 ohne Schmierung ermöglicht, so dass der Energieaufwand für die Betätigung gegenüber bekannten Gewehren gering ist. Durch das Oeffnen des Schussventils mit Gasdruck werden extrem kurze und sehr regelmässige Ventilöffnungszeiten erreicht. Die strömungstechnisch günstige Ausbildung am Ventilkegel 21 und im Ladeschieberende 86 helfen, die Strömungsverluste gering zu halten. Durch die beschriebene konstruktive Anordnung des Schussventils und des Ladeschiebers zum Laufende wird das Schadvolumen und damit die Vorexpansion minimal. Alle diese Massnahmen tragen dazu bei, den Wirkungsgrad der Umsetzung der in der Druckluft gespeicherten Energie in kinetische Geschossenergie zu erhöhen. Dadurch kann für eine gegebene kinetische Geschossenergie der erforderliche Druck in der Kammer 13 gegenüber bekannten Waffen erheblich gesenkt werden. Ein tiefer Speicherdruck ist eine Voraussetzung für niedere Kräfte am Spannhebel 44. Eine weitere Voraussetzung ist die Ausbildung der Kinematik, mittels welcher dieser Druck erzeugt wird. Weil beide Kolben 9 und 11 durch je eine separate Gelenkstange 46 und 47 mit dem Spannhebel 44 verbunden sind, kann die Kurbel-Kinematik für beide Kolben so optimiert und vorallem aufeinander abgestimmt werden, dass trotz der hyperbolioschen Charakteristik des Druck-Weg-Zusammenhangs der nahezu isothermen Kompression keine wesentlichen Drehmoment-Spitzen am Hebel 44 erforderlich werden. Das zum Spannen erforderliche maximale Drehmoment am Hebel 44 ist so tief, dass dieser relativ kurz ausgebildet werden kann. Bei einem Prototyp für eine max. Schussenergie von 7.5 Joule, lag die maximal anzuwendende Kraft am 300mm langen Spannhebel unter 40 N. Dieser geringe Muskelkraft-Aufwand und die günstige Lage des Spannhebeldrehpunktes ermöglichen dem Schützen ein Spannen in der Anschlagstellung. Weil das Schussventil 12 präzis und rasch öffnet, weich anschlägt und dabei geringe Massen bewegt werden und das Kunststoffgehäuse die Schwingungen dämpft ist die Schussabgabe erschütterungsarm und die auf das Geschoss übertragene Energie streut wenig. Dadurch wird eine hohe Präzision der Waffe erreicht. Durch die eingebauten Sperren und Sicherungen ist das Gewehr absolut bedienungssicher. Durch die nahezu metallfreien Drucklufträume ist das Drucksystem korrosionsfest und wartungsarm. Durch die geringe Anzahl der Bauteile werden Herstell- und Montagezeiten niedrig gehalten. Die beschriebene Ausbildung eignet sich nicht nur für Gewehre, sondern auch für Druckluftpistolen.

Claims (15)

  1. Druckluftwaffe mit einem Lauf (4), einem in einem grösseren Niederdruckzylinder (8) angeordneten ersten Verdichtungskolben (9), einem in einem kleineren Hochdruckzylinder (10) angeordneten zweiten Verdichtungskolben (11), einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Schussventil (12), das über einen Abzug (40) betätigbar ist, sowie einem Spannhebel (44), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Niederdruckzylinder (8) und das Ventilgehäuse als ein einstückiger Kunststoffkörper (3) ausgebildet sind, in welchem der Lauf (4) befestigt ist.
  2. Druckluftwaffe mit einem Lauf (4), einem in einem grösseren Niederdruckzylinder (8) angeordneten ersten Verdichtungskolben (9), einem in einem kleineren Hochdruckzylinder (10) angeordneten zweiten Verdichtungskolben (11), einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Schussventil (12), das über einen Abzug (40) betätigbar ist, sowie einem Spannhebel (44), dadurch gekennzeichnet, dass der Spannhebel (44) mittels je einer separaten Gelenkstange (46,47) mit beiden Kolben (9,11) verbunden ist.
  3. Waffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (45) des Spannhebels (44) zwischen den beiden Ebenen liegt, die durch die beiden Kolbenböden bei jeweils halbem Hub der Kolben (9,11) gegeben sind.
  4. Waffe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Hubvolumens des Niederdruckzylinders (8) zum Hubvolumen des Hochdruckzylinders (10) zwischen vier und zwanzig beträgt, und dass das Verhältnis des Hubes des ersten Kolbens (9) zum Hub des zweiten Kolbens (11) grösser als zwei ist.
  5. Druckluftwaffe mit einem Lauf (4), einem in einem grösseren Niederdruckzylinder (8) angeordneten ersten Verdichtungskolben (9), einem in einem kleineren Hochdruckzylinder (10) angeordneten zweiten Verdichtungskolben (11), einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Schussventil (12), das über einen Abzug (40) betätigbar ist, einem Spannhebel (44) sowie einem Ladeschieber (82) zum Einschieben eines Geschosses ins hintere Laufende, wobei die Sequenz des Ladens und der Schussabgabe folgende Schritte umfasst: a) Hin- und Herschwenken des Spannhebels (44), b) schliessen des Ladeschiebers (82) und c) ziehen des Abzugs (40), und wobei der Spannhebel (44), der Ladeschieber (82) und der Abzug (40) je mit einem separaten, mechanischen Sperrelement (50, 53; 74, 76; 92, 93) zusammenwirken, welches die Betätigung des betreffenden Betätigungselementes sperrt, bis die Bewegung des in der Sequenz des Ladens und der Schussabgabe vorangegangenen Betätigungselementes zu Ende geführt ist.
  6. Waffe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (8,10) annähernd parallel zur und unterhalb der Laufachse angeordnet sind, dass das Schussventil (12) zwischen den beiden Zylindern (8,10) angeordnet ist, und dass beide Zylinder (8,10) über je einen Kanal (14,15) mit einer Kammer (13) des Schussventils verbunden sind, wobei in dem dem Niederdruckzylinder (8) zugeordneten Kanal (15) ein Rückschlagventil (16) angeordnet ist.
  7. Waffe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Schussventilgehäuse in Richtung zum Laufeintritt verjüngt, dass ein zylindrischer Schaft (27) des Ventilgliedes (22) des Schussventils (12) mittels einer Gleitdichtung (28) gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet ist, und dass der Durchmesser des zylindrischen Schaftes (27) grösser ist als der Durchmesser der abdichtenden Berührungslinie (25) zwischen Ventilglied (22) und Gehäuse in der Verjüngung (20) zum Laufeintritt.
  8. Waffe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung zwischen Ventilglied (22) und Gehäuse in der Verjüngung (20) derart ausgebildet ist, dass der Durchmesser der abdichtenden Berührungslinie (25) unabhängig vom Druck im Hochdruckzylinder (10) ist.
  9. Waffe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass am zylindrischen Schaft (27) ein Flansch (30) angeformt ist, der bei geöffnetem Schussventil (12) an der gehäusefest angeordneten elastomeren Gleitdichtung (28) anliegt.
  10. Waffe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Niederdruckzylinder (8) eine Raststange (53,54) mit einer Reihe von Rasten angeordnet ist, dass mit dem einen der Kolben (9) ein schwenkbares Rastglied (50) mit zwei Rastnasen (51,52) verbunden ist, die je mit den Rasten der Raststange (53,54) zusammenwirken, und dass das Rastglied (50) durch eine Feder (55) belastet ist, die in zwei Stellungen verschiebbar ist, wobei die Feder (55) bei vollständig ausgeschwenktem Spannhebel (44) selbsttätig von der ersten in die zweite Stellung verschoben wird und in der Grundstellung des Spannhebels (44) durch ein manuelles Betätigungselement (60) von der zweiten in die erste Stellung verschiebbar ist.
  11. Waffe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (60) eine mit der Abzugvorrichtung verbundene Sperre (76) aufweist, die nur bei vorher betätigtem Abzug (40) entsperrt ist.
  12. Waffe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (60) mit einer Einrichtung (70,72) zum Rückführen des Schussventils (12) in die geschlossene Stellung verbunden ist.
  13. Waffe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (60) ausserhalb seiner Ruhelage den Spannhebel (44) sperrt.
  14. Waffe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzug (40) mit einem Sperrglied (92) zusammenwirkt, das mit einem Ladeschieber (82) derart zusammenwirkt, dass der Abzug (40) bei geöffnetem Ladeschieber (82) gesperrt ist.
  15. Waffe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeschieber (82) durch eine Feder (83) in seine geöffnete Stellung vorbelastet und durch ein Rastelement (89) in seiner geschlossenen Stellung gehalten ist, und dass das Rastelement (89) bei vollständig ausgeschwenktem Ladehebel (44) gelöst ist.
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