ПРИВОД ЗАТВОРА ОРУДИЯ Российский патент 2013 года по МПК F41A7/08 F41A9/50 F41A9/51 F41A17/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к приводу затвора орудия крестового хода, в частности для линейной подачи затвора или боеприпаса в ствол орудия.

Уровень техники

У автоматических пушек с посторонним приводом энергия для привода орудия происходит не от давления газов или отката орудия, а создается за счет электро- или гидропривода.

Особенно у орудий с электроприводом вращательное движение двигателя должно преобразовываться для этого в колебательное движение затвора. Кроме того, затвор в конечных положениях своего пути перемещения требует времени остановки. В первом конечном положении гильза предыдущего снаряда перед затвором должна быть удалена, а новый снаряд подан перед ним, прежде чем он будет послан в патронник ствола орудия. В другом конечном положении затвор должен быть блокирован, а снаряд воспламенен. После падения давления газов в самом стволе затвор может быть затем разблокирован.

Жестко блокированный затвор прямого хода для автоматического орудия с посторонним приводом раскрыт в DE 3627351 C1. Для экономящей место и бесшумной блокировки предложен также управляющий валик.

В DE 3712905 A1 описано автоматическое орудие, содержащее, в том числе, кулачковый барабан, который, будучи приводимым в действие посторонним приводом, служит для линейного движения затвора прямого хода. Кулачковый барабан содержит бесконечно проходящий по периферии управляющий кулачок. На периферии расположены также короткий, радиально действующий и более длинный, аксиально действующий управляющие кулачки.

В DE 102005045824 A1 предложено небольшое орудие, управляющий валик которого расположен в плоскости канала ствола. Управляющий валик содержит несущее два управляющих кулачка управляющее тело. При этом информация кулачков преобразуется в прямолинейную подачу затвора.

Из предварительно не опубликованного документа DE 102007048768.4 известен привод для линейной подачи затвора или боеприпаса в ствол орудия или патронник посредством цепи. В противоположность приводу пушки «Bushmaster», у которой цепь направляется по четырем звездочкам в форме прямоугольника и посредством которой определяется время остановки затвора, сама цепь простым образом плотно направляется по двум звездочкам. Звено или кулачок цепи расположено/расположен в находящейся под подвижным ползуном направляющей или в пазу. За счет этого цепь может продолжать двигаться в течение времени остановки орудия, которое определяется отдельным функциональным управлением. Сама цепь может тогда приводиться в движение электродвигателем. Быстрый останов расположен при этом на пути движения цепи.

Линейная подача затвора в ствол орудия или патронник описана в предварительно не опубликованном документе DE 102007054470.9. При этом в приводном механизме выполнен прямой направляющий паз. В нем проходит средство, конструктивно связанное с затвором. В свою очередь, направляющий паз окружен огибающей принудительной направляющей (кулисой), которая интерпретирует необходимое время остановки затвора при блокировании, стрельбе, разблокировании в его переднем положении и при повторном заряжании, после которого затвор переводится в свое заднее положение. Передача привода может быть реализована роликами скольжения, зубчатыми колесами и т.п., приводимыми в движение двигателем и т.п. Сам привод продолжает работать в течение времени остановки орудия, тогда как затвор в течение времени остановки отводится и позднее снова подается.

Хотя в трех последних решениях рассматриваются приводы, которые могут использоваться на практике и которые в части скорострельности и механического износа показывают удовлетворительные результаты, изобретение ставит своей целью создание привода для такого привода, который мог бы найти применение также при более высокой скорострельности.

Раскрытие изобретения

Эта задача решается посредством признаков п.1 формулы. Предпочтительные варианты приведены в зависимых пунктах.

В основе изобретения лежит идея создания механизма, который вызывал бы небольшое ускорение затвора и работал бы без рывков и толчков, что позволило бы уменьшить силы инерции, приводную мощность и повысить скорострельность. Уменьшение приводной мощности вызывает к тому же уменьшение тормозной мощности в случае быстрого останова.

В уже параллельно поданной заявке заявителя описано другое конструктивное решение. Принцип заявки заключается в том, чтобы с помощью кривошипно-шатунного механизма преобразовать вращательное движение преимущественно двигателя и т.п. в возвратно-поступательное движение затвора. Чтобы обеспечить время остановки затвора в конечных положениях, шатун и кривошип расположены с возможностью радиального перемещения по отношению друг к другу, так что радиус кривошипа изменяется с его вращением. Радиальное ведение шатуна осуществляется управляющей канавкой, которая представляет собой замкнутое образование и имеет определенные участки в качестве профиля движения затвора.

Аналогичное решение находит свое применение также здесь, причем по принципу кривошипа крестового хода вращательное движение преимущественно двигателя и т.п. преобразуется в возвратно-поступательное движение затвора. Чтобы обеспечить время остановки затвора в конечных положениях, радиус кривошипа задан управляющей канавкой, однако изменяется с его вращением.

Ось вращения кривошипа приводится в движение, например, посредством вала-шестерни извне, например, от двигателя. Шатунный палец кривошипа расположен с возможностью радиального перемещения в пазу кривошипа и посредством кулисного камня захватывает держатель затвора в проходящем поперек направления стрельбы пазу. На шатунном пальце кривошипа расположены два средства, например ходовые ролики, которые движутся по управляющим канавкам в корпусе орудия или кривошипного механизма. В свою очередь, управляющая канавка разделена на различные сектора/участки, чем достигается нужное движение затвора. Для того чтобы затвор при постоянно вращающемся кривошипе останавливался в течение определенного отрезка времени, а именно в своих конечных положениях, управляющая канавка на этих участках выполнена прямой, тогда как на других участках она задается по любой функции движения, чтобы оптимизировать движение затвора в отношении ускорения, максимальной скорости, отсутствия рывков и толчков и т.д.

Кривошип крестового хода имеет то преимущество, что малы вращающиеся массы (кривошип, двигатель и, возможно, редуктор), которые приходится затормаживать в случае быстрого останова. Он оказался к тому простой конструкцией.

Краткое описание изобретения

Изобретение более подробно поясняется на примере его осуществления со ссылкой на чертежи, на которых изображают:

фиг.1 - схематичный вид привода с предпочтительной управляющей канавкой;

фиг.2 - схематичный вид сверху на привод и затвор со стволом орудия;

фиг.3 - кривошип;

фиг.4 - разрез по средней оси ствола из фиг.2.Осуществление изобретения

На фиг.1 схематично изображен принцип действия или основной принцип движения затвора 3 в направлении ствола 1 (фиг.2). Привод 100 состоит из кривошипа 8 с пазом 17, в котором расположен шатунный палец 9, например, с двумя ходовыми роликами 10, принудительно направляемый управляющей канавкой 15. Кривошип 8 непрерывно вращается вокруг оси вращения М.

Участки управляющей канавки 15 определяют процессы движения затвора 3 следующим образом:

- α₁-α₂: затвор 3 сзади;

- α₂-α₃: движение затвора вперед по произвольной функции;

- α_з-α₄: затвор 3 спереди;

- α₄-α₁: движение затвора 3 назад по произвольной функции.

Форма управляющей канавки 15 задает профиль движения затвора 3 и продолжительность времени ожидания в положениях реверсирования (затвора 3). Чтобы создать необходимое колебательное движение затвора 3 со временем ожидания в положениях реверсирования, кривошип 8 приводится в непрерывное или во вращательное движение. Форму управляющей канавки 15 можно сравнить с поперечно вытянутой на обеих вертикальных сторонах буквой «О».

На фиг.2 изображена конструктивная реализация основного принципа привода затвора. Ствол 1 закреплен в блокировочной втулке 2 (или на корпусе орудия), в которой в своем переднем положении может быть также блокирован затвор 3. При этом затвор 3 расположен на так называемом держателе 5, который, в свою очередь, направляется по направляющим 4 затвора. На них затвор 3 установлен с возможностью перемещения в направлении оси ствола.

Привод 100 состоит из верхней 7 и нижней 6 частей корпуса, являющихся составной частью корпуса орудия или кривошипного механизма. В обеих частях 6, 7 корпуса выполнены идентичные управляющие канавки 15, по которым движутся ходовые ролики 10. Двойное выполнение было выбрано для предотвращения перекоса роликов 10. Понятно, что достаточно уже одной управляющей канавки, если она исключает возможный перекос.

На фиг.3 подробно изображены кривошип 8 и шатунный палец 9 с обоими ходовыми роликами 10 и кулисным камнем 11. Шатунный палец 9 расположен с возможностью радиального перемещения в пазу 17 кривошипа 8. Внизу на кривошипе 8 расположен преимущественно зубчатый венец 12, посредством которого кривошип 8 приводится в движение.

На фиг.4 изображен разрез по оси ствола, где видно расположение кривошипа 8 в приводе 100. Конец с шатунным пальцем 9 лежит на стороне орудия (не показана). Кривошип 8 установлен с возможностью вращения на цапфе 13 верхней части 7 корпуса, причем привод кривошипа 8 осуществляется извне, например двигателем, через вал-шестерню 14. Кривошип 8 захватывает шатунный палец 9 в направлении вращения. Ходовые ролики 10 движутся по обеим идентичным управляющим канавкам 15 верхней 7 и нижней 6 частей корпуса, направляя при этом шатунный палец 9. Установленный сверху на шатунном пальце 9 кулисный камень 11 входит в расположенный поперек направления стрельбы паз 16 держателя 5 затвора 3. За счет этого заданные управляющей канавкой 15 перемещения в направлении стрельбы передаются через шатунный палец 9 и держатель 5 затвора 3, а перемещения поперек направления стрельбы протекают в виде движения кулисного камня 11 шатунного пальца 9 относительно паза 16 держателя 5.

Более компактная конструктивная форма управляющей канавки (канавок) 15 может быть достигнута в том случае, если между валом-шестерней 14 и кривошипным приводом расположить пару, например, эксцентричных зубчатых колес (не показаны). Для этого передаточное отношение зубчатого венца 12 кривошипа 8 к валу-шестерне 14 выбирается, например, так, чтобы вал-шестерня 14 вращался с двойной частотой вращения кривошипа 8. Эксцентричные зубчатые колеса вызывают непрерывное передаточное отношение, так что кривошип 8 при постоянной частоте вращения двигателя на фазах времени ожидания вращается медленнее, а на фазах движений затвора - быстрее. За счет этого угловые диапазоны α₁-α₂ и α₃-α₄ управляющей канавки (канавок) 15 могут быть меньше без сокращения времени ожидания затвора 3 в переднем и заднем конечных положениях.

Привод (100) затвора (3), перемещаемого в осевом направлении к стволу (2) орудия, или его держателя (5), снабженный двигателем (2), содержит кривошип (8) с пазом (17), в котором расположен шатунный палец (9) со средством скольжения (10), и с размещенным на шатунном пальце (9) кулисным камнем (11), принудительно направляемым в управляющей канавке (15). Кривошип выполнен с возможностью непрерывного вращения вокруг оси вращения (М), а кулисный камень - с возможностью вхождения в расположенный поперек направления стрельбы паз (16) держателя затвора. Заданные управляющей канавкой перемещения в направлении стрельбы передаются через шатунный палец и держатель или непосредственно на затвор. Перемещения поперек направления стрельбы протекают в виде движения кулисного камня шатунного пальца относительно паза держателя. Обеспечивается работа привода при высокой скорострельности. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Привод (100) затвора (3), перемещаемого в осевом направлении к стволу (2) орудия, или его держателя (5), снабженный двигателем (2), содержащий:
- кривошип (8) с пазом (17), в котором расположен шатунный палец (9), по меньшей мере, с одним средством скольжения (10), и с размещенным на шатунном пальце (9) кулисным камнем (11), принудительно направляемым, по меньшей мере, в одной управляющей канавке (15), причем
- кривошип (8) выполнен с возможностью непрерывного вращения вокруг оси вращения (М), а
- кулисный камень (11) с возможностью вхождения в расположенный поперек направления стрельбы паз (16) держателя (5) затвора (3), при этом
- заданные управляющей канавкой (15) перемещения в направлении стрельбы передаются через шатунный палец (9) и держатель (5) или непосредственно на затвор (3), а перемещения поперек направления стрельбы протекают в виде движения кулисного камня (11) шатунного пальца (9) относительно паза (16) держателя (5).

2. Привод по п.1, характеризующийся тем, что управляющая канавка (15) выполнена в нижней части (6) корпуса орудия или кривошипного механизма.

3. Привод по п.2, характеризующийся тем, что управляющая канавка (15) выполнена в виде направленного вниз и вверх открытого паза.

4. Привод по п.1, характеризующийся тем, что в верхней части (7) корпуса выполнена дополнительная управляющая канавка (15), которая идентична управляющей канавке (15) в нижней части (6) корпуса, но зеркально симметрична ей.

5. Привод по п.1, характеризующийся тем, что управляющие канавки (15) выполнены с четырьмя разными секторами или участками для создания нужного движения подачи затвора (3).

6. Привод по п.5, характеризующийся тем, что форма управляющей канавки (15) соответствует поперечно вытянутой на обеих вертикальных сторонах букве «О».

7. Привод по п.1, характеризующийся тем, что управляющая канавка (15) в верхней половине (7) корпуса выполнена в виде паза, направленного вверх и к нижней половине (6) корпуса.

8. Привод по п.1, характеризующийся тем, что между валом-шестерней (14) и двигателем (2) расположена пара, например, эксцентричных зубчатых колес, вращающихся с двойной частотой вращения кривошипа (8).