PL227353B1 - Amortyzator koncowej fazy ruchu suwadła w karabinie maszynowym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest amortyzator końcowej fazy ruchu suwadła w karabinie maszynowym, przeznaczony zwłaszcza do karabinów z rodziny UKM 2000.

Warunkiem niezawodnego działania broni samoczynnej jest spełnienie wymogu, aby energia rozporządzalna układu była większa od energii koniecznej do wykonania cyklu przeładowania. Wynika z tego, że suwadło z zamkiem nawet przy prawidłowo dobranej charakterystyce sprężyny powrotnej ma nadmiar energii w ruchu wstecznym. Nadmiar energii powinien być pochłaniany przez zderzak (amortyzator).

W dotychczasowym karabinie UKM 2000 brak jest amortyzatora, a jako element częściowo pochłaniający nadmiar energii, stosuje się wkładkę z tworzywa sztucznego, umieszczoną w tylnej części komory zamkowej. Niestety tego typu wkładka nie spełnia należycie funkcji amortyzatora, a ponadto silne uderzenia suwadła o wkładkę niszczą ją oraz pogarszają celność karabinu przy oddawaniu strzałów. Brak efektywnie działającego zderzaka powoduje, że nadmiar energii może uszkodzić również inne części karabinu, przykładowo iglicę, tylną część komory zamkowej, czy zaczep sterujący ruchem obrotowym zamka i krawędź współpracującej z nim krzywki suwadła. Efekt nadmiernej energii uderzenia dodatkowo potęguje osłabienie sprężyny powrotnej, z powodu jej osiadania spowodowanego zmęczeniem materiału. Temu zjawisku sprzyja również stosowana amunicja zgodna ze standardem STANAG 2310, dająca dłużej trwający impuls ciśnienia na tłok, przy będących w normie parametrach wylotowych pocisku. Wskazane powyżej wady karabinu UKM 2000 spowodowały, że podjęto działania nad modernizacją karabinu w tej części.

Znane są rozwiązania amortyzatorów stosowane w broni maszynowej zasilanej przeważnie taśmowo, które hamują suwadło w strefie bezpośrednio związanej z jego końcowym położeniem.

Przykładami współczesnych konstrukcji broni z amortyzacją nadmiernej energii w ruchu wstecznym suwadła, są karabiny maszynowe: niemiecki MG3, MG4, MG5; belgijski MAG 58 (amerykańska wersja M240), Minimi; amerykański M60, M16, M2 HB-QCB. W karabinach tych problem amortyzacji uderzenia został rozwiązany w różny sposób, przy czym zastosowane do tego celu urządzenia zostały dostosowane do konstrukcji karabinów poszczególnych typów.

Celem wynalazku jest opracowanie amortyzatora końcowej fazy ruchu suwadła w karabinie maszynowym, zwłaszcza z rodziny UKM 2000, który wyeliminuje dotychczasowe wady.

Amortyzator końcowej fazy ruchu suwadła w karabinie maszynowym, charakteryzuje się tym, że zawiera cylindryczny korpus, wewnątrz którego na trzpieniu prowadzącym usytuowany jest zespół sprężyn, o który opiera się element cierny współpracujący z popychaczem. Element cierny ma postać dwóch nachodzących na siebie pierścieni o stożkowych powierzchniach współpracy, przy czym na bokach pierścieni usytuowane są wzdłużne szczeliny, w których korzystnie osadzone są luźno płytkowe elementy ustalające. Popychacz amortyzatora ma kształt kapturka osadzonego na trzpieniu prowadzącym i obejmuje częściowo element cierny. Popychacz opiera się o pierścieniowy występ na trzpieniu prowadzącym. Cylindryczny korpus jest zamknięty z jednej strony dnem, które połączone jest z trzpieniem prowadzącym, zaś z drugiej strony pierścieniem zewnętrznym elementu ciernego i obejmującym go popychaczem. Po zewnętrznej stronie cylindrycznego korpusu usytuowany jest kołnierz połączony z oporą wkładki wykonanej z tworzywa sztucznego. Wkładka połączona jest z oporą rozłącznie. Na przedłużeniu trzpienia prowadzącego zamocowany jest listwowy prowadnik na sprężynę powrotną suwadła.

Rozwiązanie według wynalazku bardzo skutecznie powstrzymuje uderzenie suwadła w ruchu powrotnym, w wyniku działania dużych sił tarcia na styku powierzchni pierścienia zewnętrznego i cylindra oraz na styku pierścienia wewnętrznego i trzpienia. Rozcięcia w pierścieniach powodują, że podczas wciskania stożków na siebie średnica stożka zewnętrznego powiększa się, a średnica stożka wewnętrznego zmniejsza się, w wyniku czego następuje silne dociśnięcie współpracujących ze sobą powierzchni elementu ciernego z cylindrycznym korpusem i trzpieniem, a tym samym następuje zwiększenie siły tarcia.

Wynalazek w przykładzie wykonania pokazany został na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia amortyzator w widoku z tyłu oraz w przekroju wzdłużnym A-A, fig. 2 przedstawia wzajemny układ i kształt pierścieni w rzucie izometrycznym, zaś fig. 3 przedstawia charakterystyki pracy amortyzatora w poszczególnych fazach.

W przykładzie wykonania przedstawiony został amortyzator końcowej fazy ruchu suwadła w karabinie maszynowym UKM 2000. Amortyzator składa się z cylindrycznego korpusu 1 z kołnierzem 1a,

PL 227 353 B1 który połączony jest z oporą 2, połączoną z wkładką 3 wykonaną z tworzywa sztucznego. Opora 2 połączona jest z wkładką 3 za pomocą śruby 4. W osi cylindrycznego korpusu 1 znajduje się trzpień prowadzący 5, wkręcony i roznitowany w dnie cylindrycznego korpusu 1. W cylindrycznym korpusie 1 na trzpieniu prowadzącym 5 umieszczony jest zespół sprężyn talerzowych 6 wraz ze wspierającym się na nich elementem ciernym w postaci dwóch współpracujących ze sobą pierścieni, to jest wewnętrznego 7 i zewnętrznego 8. Powierzchnie współpracy wewnętrznego pierścienia 7 i zewnętrznego pierścienia 8 mają kształt stożkowy. Na bokach pierścieni 7 i 8 usytuowane są wzdłużne szczeliny, w których luźno osadzone są płytkowe elementy ustalające 10, które zabezpieczają pierścienie 7 i 8 przed obrotem względem siebie podczas montażu i pracy amortyzatora. Szczeliny w pierścieniach 7 i 8 korzystnie usytuowane są symetrycznie względem osi trzpienia prowadzącego 5, przy czym jedna z nich przebiega wzdłuż całego boku pierścienia, a druga jest wykonana tylko na jego części. Cylindryczny korpus 1 jest zamknięty z jednej strony dnem, a z drugiej zewnętrznym pierścieniem 8 elementu ciernego, który jest zabezpieczony popychaczem 9 w kształcie kapturka usytuowanego na trzpieniu prowadzącym 5 i częściowo obejmującego element cierny. Popychacz 9 opiera się o pierścieniowy występ 11 na trzpieniu prowadzącym 5. Na przedłużeniu trzpienia prowadzącego 5 zamocowany jest listwowy prowadnik 12 na sprężynę powrotną 13 suwadła.

W innym przykładzie wykonania amortyzator może być wykonany bez zastosowania płytek ustalających.

W celu zastosowania w karabinie UKM 2000 amortyzatora według wynalazku, należy w tylnej części suwadła wyfrezować wyjęcie, w którym będzie się mieścił cylindryczny korpus amortyzatora, gdy suwadło będzie się znajdowało w końcowej fazie ruchu w tylnym położeniu. Otwór w tzw. tylcu komory zamkowej, w którym umieszczana jest końcówka urządzenia powrotnego, należy rozwiercić, aby wszedł do niego cylindryczny korpus amortyzatora i wsparł się kołnierzem la wraz z oporą 2 wkładki 3 na jego obrzeżu.

Pierścienie 7 i 8 elementu ciernego, podczas pracy amortyzatora ściskane są pomiędzy zespołem sprężyn talerzowych 6 i popychaczem 9, co powoduje wciskanie na siebie powierzchni stożkowych pierścieni 7 i 8. Nacięcia wzdłuż boków pierścieni 7 i 8 elementu ciernego ułatwiają zwiększanie się średnicy pierścienia zewnętrznego 8 i zmniejszanie się średnicy pierścienia wewnętrznego 7 podczas wciskania powierzchni stożkowych tych pierścieni na siebie. Efektem tego jest silne dociśnięcie powierzchni pierścienia zewnętrznego 8 do powierzchni cylindrycznego korpusu 1, a powierzchni pierścienia wewnętrznego 7 do powierzchni trzpienia prowadzącego 5.

Można łatwo wykazać, że siła docisku pierścienia zewnętrznego 8 do cylindrycznego korpusu 1 i pierścienia wewnętrznego 7 do trzpienia 5, a tym samym siła tarcia, zależy od siły ściskającej element cierny pomiędzy zespołem sprężyn talerzowych 6 a popychaczem 9. Siła ta zależna jest również od wielkości kąta wierzchołkowego stożków (siła rośnie, gdy kąt maleje). Wielkość kąta powinna być tak dobrana, żeby nie następowało zakleszczanie (klinowanie) elementu ciernego pomiędzy ściankami cylindrycznego korpusu 1 i trzpienia 5. Warunek ten jest spełniony gdy:

Tg (α/2) > 2μ, gdzie:

α - oznacza wielkość kąta wierzchołkowego stożków, μ - jest współczynnikiem tarcia pomiędzy trącymi się powierzchniami (w opisanym przypadku pomiędzy stalą a brązem).

Siła tarcia podwaja się dzięki temu, że element cierny trze jednocześnie o powierzchnię cylindrycznego korpusu 1 i trzpienia 5.

Jeżeli zastosujemy kąty wierzchołkowe a bliskie kątowi zakleszczania, to możemy uczynić siłę tarcia bardzo dużą, a zatem gdy suwadło w ruchu wstecznym, po pokonaniu oporu sprężyny powrotnej 13 uderza w popychacz 9, będzie on stawiał bardzo duży opór (siła tarcia jest zawsze przeciwna do kierunku ruchu). W ruchu do przodu po zatrzymaniu suwadła, siła tarcia będzie przytrzymywała zespół sprężyn talerzowych 6 i popychacz 9 będzie przekazywał na suwadło tylko niewielką siłę. W związku z tym, energia suwadła w ruchu do przodu będzie pochodziła praktycznie tylko od sprężyny powrotnej 13, umieszczonej na listwowym prowadniku 12 zamocowanym w przedłużeniu trzpienia prowadzącego 5.

Rezultat zastosowanego rozwiązania widać na wykresach przedstawiających charakterystyki pracy amortyzatora w poszczególnych fazach, przy czym linia 1 przedstawia charakterystykę pracy amortyzatora z elementem ciernym, podczas wciskania popychacza przez suwadło, linia 2 przedsta4

PL 227 353 B1 wia charakterystykę pracy amortyzatora z elementem ciernym podczas odpychania suwadła przez wciśnięty popychacz. Powierzchnia zamknięta pomiędzy linią 1 i linią 2, przedstawia energię pochłoniętą przez amortyzator. Linia 3 i linia 4 przedstawiają charakterystykę pracy amortyzatora bez elementu ciernego, podczas wykonywania cyklu pracy jak wyżej. Z powierzchni zamkniętej pomiędzy linią 3 i linią 4 widać, że amortyzator bez elementu ciernego prawie nie pochłania energii, zatem przekazuje ją z powrotem na suwadło, co powoduje nadmierny wzrost szybkostrzelności.

Claims (6)

1. Amortyzator końcowej fazy ruchu suwadła w karabinie maszynowym, znamienny tym, że zawiera cylindryczny korpus (1), wewnątrz którego na trzpieniu prowadzącym (5) usytuowany jest zespół sprężyn (6), o który opiera się element cierny współpracujący z popychaczem (9), przy czym element cierny ma postać dwóch nachodzących na siebie pierścieni, to jest wewnętrznego (7) i zewnętrznego (8) o stożkowych powierzchniach współpracy, zaś na bokach pierścieni (7) i (8) wykonane są wzdłużnie nacięte szczeliny.

2. Amortyzator według zastrz. 1, znamienny tym, że w szczelinach pierścieni (7) i (8) są luźno osadzone płytki ustalające (10).

3. Amortyzator według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że popychacz (9) ma kształt kapturka i opiera się o pierścieniowy występ (11) na trzpieniu prowadzącym (5).

4. Amortyzator według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że cylindryczny korpus od strony zespołu sprężyn (6) jest ograniczony dnem, które połączone jest z trzpieniem prowadzącym (5), zaś z drugiej strony ograniczony jest pierścieniem zewnętrznym (8) elementu ciernego i obejmującym go popychaczem (9).

5. Amortyzator według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że na cylindrycznym korpusie (1) usytuowany jest zewnętrzny kołnierz (1a), połączony z oporą wkładki (3) wykonanej z tworzywa sztucznego.

6. Amortyzator według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że na przedłużeniu trzpienia prowadzącego (5) zamocowany jest listwowy prowadnik (12) na sprężynę powrotną (13) suwadła.