Schraubenverschluss

Der Schraubenverschluss bzw. Schraubverschluss Rheinmetall Waffentechnisches Taschenbuch 5. Auflage 1980, S. 306 ist eine Verschlusskonstruktion bei Geschützen. Er wurde ab ungefähr 1840 entwickelt, gehört zu den am häufigsten eingesetzten Verschlusskonstruktionen und wird heute vor allem bei großkalibrigen Geschützen angewendet. Grundsätzliche Anforderungen Der Verschluss des Geschützes schließt das Rohr nach hinten ab und muss bei der Schussabgabe die Kräfte des Rückstoßes über das Rohr in die Lafettenkonstruktion ableiten. Dazu muss er zuverlässig mit dem Rohr verriegeln. Zusammen mit der Kartusche muss er das Rohr gasdicht abschließen, um die Treibladung möglichst vollständig auszunutzen. Der Verschluss sollte einen Schutz gegen unbeabsichtigte Abfeuerung bieten. Grundsätzlich muss sich der Verschluss bei manueller Betätigung mit wenigen Handbewegungen schnell öffnen und schließen lassen. Gefordert werden weiterhin geringes Gewicht und geringe Abmessungen, um die tote Rohrlänge, das heißt die Länge des Rohres hinter der Patronen- bzw. Pulverkammer, zu minimieren. Diese tote Rohrlänge bestimmt zusammen mit dem Rücklaufweg des Rohres die maximale Rohrerhöhung bei gegebener Lafettenkonstruktion.

Konstruktionsprinzip mini|Schraubverschluss der Kanone des Kampfpanzers 70 in der Wehrtechnischen Studiensammlung Koblenz Schraubverschlüssen ist grundsätzlich gemein, dass die Geschützseele und ein beweglicher Verschlussteil über korrespondierende Außen- und Innengewinde verfügen. Das Rohr wird durch Zuschrauben vor der Schussabgabe geschlossen. Zu Beginn waren die Konstruktionen nur wenig anspruchsvolle Schrauben, die in einfache Gewinde eingedreht wurden. Diese wurden erst nach und nach zu Verschlussmechanismen weiterentwickelt. Zu Beginn der Entwicklung konnte das Muttergewinde in der Seele oder an der Schraube liegen, später setzte sich jedoch die Kombination mit Muttergewinde in der Geschützseele und Außengewinde an der Schraube durch und kennzeichnet fast alle Konstruktionen ab der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. In der weiteren Entwicklung teilten sich die Systeme in solche mit unterbrochenen Gewinden und solche mit ununterbrochenen Gewinden.

Systeme mit unterbrochenen Gewinden

„Reffye“-/„De Lahitolle“-System In Frankreich wurden zu Beginn der 1870er-Jahre erste Verschlüsse mit unterbrochenen Schrauben konstruiert. Zwei gegenüberliegende Segmente der Verschlussschraube besaßen ein Schraubengewinde, die beiden übrigen waren glatt. Das Muttergewinde des Rohres war gleichartig konstruiert. Die Verschlussschraube war axial verschiebbar in einem Schwenkarm gelagert. Zum Öffnen bzw. Schließen wurde die Schraube um 90° gedreht. Die geöffnete Schraube konnte danach axial hin und her bewegt werden. Zum Laden oder Schließen wurde die Schraube noch geschwenkt. Zur Verriegelung wurden 50 % des Gewindeumfangs genutzt. Bei ausreichender Dimensionierung des Verschlusses waren somit auch hohe Gasdrücke beherrschbar. Gleichzeitig wurde der Bewegungsablauf auf drei Bewegungen – Drehen, Verschieben und Schwenken – reduziert, was die Zeit für das Nachladen drastisch verkürzte. Alle vorhergehenden Systeme waren noch nicht vollständig mit dem Rohr verbunden und mussten jedes Mal „zusammengebaut“ werden. Die Treibladung und das Geschoss waren bei diesem System noch getrennt. Die Geschosse hatten noch keinen Ring für die Führung in den Zügen, sondern Führungsnoppen auf der Oberfläche, die den Einsatz von polygonalen Zügen ermöglichten. Da die Treibladung über Kartuschen geladen wurde, gab es keinen Auswerfer für Hülsen. Gezündet wurde durch ein Zündloch. Das System verfügte zunächst noch nicht über eine Verriegelung.

Zwei Konstrukteure sind hervorzuheben: de Reffye und de Lahitolle. Beide verwendeten einen grundsätzlich gleichen Verschluss, jedoch bestanden die 1873 vorgestellten Feldkanonen von de Reffye zuerst noch aus Bronze, später auch aus Stahl. De Lahitolle führte 1875 mit der Canon Lahitolle de 95 mm ein erstes Stahlkanonenrohr mit einem Verschluss aus Stahl ein. Die 95-mm-Kanone von De Lahitolle wurde unter anderem zunächst für die Casemate de Bourges vorgesehen, kam jedoch nach dem Erscheinen der Canon de 75 mle 1897 nur sehr vereinzelt zum Einsatz.

In Frankreich wurden auch viele alte bronzene Vorderlader auf diesen Verschluss umgebaut. Hierzu wurde das Rohr hinten geöffnet und eine neue Geschützseele angebracht, die den Verschlussmechanismus aufnahm. Häufig wurde die 120-mm-Feldkanone Modell 1858 mit Hinterladerverschluss ausgerüstet. Dieses Modell erhielt die Bezeichnung culasse 12 defense de fosse mle 1884. Diese Umbauten wurden in Grabenstreichen der verschiedenen französischen Festungen dieser Zeit eingesetzt.

Die Ladesequenz: Einschieben des Projektils und der Treibladung in das Rohr. Vorschwenken der Schraube. Einschieben der Schraube. Drehung der Schraube um 90° nach rechts zum gasdichten Verschließen. Wenn vorhanden, rastet die Verriegelung ein. Einführen einer Zündladung in das Zündloch. Zündung durch Zündeisen. Drehung der Schraube um 90° nach links zum Öffnen. Wenn vorhanden, muss der Entriegelungshebel zuvor bedient werden. Herausziehen der Schraube. Wegschwenken der Schraube. Die Waffe kann wieder geladen werden.

Die Gewindeteile von Mutter und Schraube leisten keinen Beitrag zur Abdichtung, sondern sie besorgen die Pressung von Dichtkegeln vor und hinter dem Gewinde.

System Baranowski

Baranowski, ein russischer Konstrukteur der Firma Nobel in Sankt Petersburg, konstruierte etwa zeitgleich wie De Reffye und De Lahitolle Geschütze mit Verschlussmechanismus. Der Verschluss war ein Schraubenverschluss mit unterbrochenem Gewinde nach französischem Vorbild. Baranowskis Neuerung war jedoch die Verwendung eines Abzugsmechanismus zur Zündung und die Konzeption für Patronenmunition. Baranowski umging Probleme mit der Gasdichtheit durch die lidernde Wirkung der Patronenböden. Auch war der Verschluss erstmals von Beginn an mit einer Verriegelung ausgestattet. Der Abzug konnte nicht betätigt werden, bevor nicht der Verschluss vollständig geschlossen war. Der Hahn wurde automatisch beim Schließen gespannt. Patronenmunition erfordert für einen effizienten Einsatz einen Auswerfer. Baranowski konstruierte einen solchen. Er wurde automatisch beim Öffnen des Verschlusses betätigt. Das Geschützrohr und die Seele waren zweigeteilt und wurden aufgeschrumpft. Als Material verwendete Baranowski Stahl.

Die Ladesequenz Einschieben des Patrone in das Rohr. Vorschwenken der Schraube. Einschieben der Schraube. Drehung der Schraube um 90° nach rechts zum gasdichten Verschließen. Die Verriegelung rastet ein. Abfeuern durch Auslösen des Hahns. Entriegeln und Drehung der Schraube um 90° nach links zum Öffnen. Herausziehen der Schraube. Ausstoßen der Hülse. Wegschwenken der Schraube. Die Waffe kann wieder geladen werden.

„De Bange“-System mini|DeBange Schraubenverschluss, Liderung Charles Valérand Ragon de Bange stellte 1877 ebenfalls einen Verschlussmechanismus mit unterbrochenem Gewinde vor. Er löste das bis dahin bestehende Problem der Gasdichtigkeit durch die Einführung einer plastischen Abdichtung in Form eines Asbest-Fett-Ringes. Durch die Gasdichtheit eignet sich der Verschluss besonders für Kartuschenmunition und in der Folge auch für große bis sehr große Kaliber. De Bange übernahm die verschiebbar/schwenkbare Lagerung der vorangegangenen französischen Konstruktionen, verbesserte Details jedoch erheblich. Der De-Bange-Verschluss hatte eine Verriegelung, einen sicheren Abzugsmechanismus und zusätzliche Griffe, die das Ausschwenken erheblich erleichtern. Das Gewinde ist anders als bei den vorangehenden Systemen in drei Segmente geteilt. Ein Auswerfer für Hülsen ist nicht vorgesehen. Die wesentlichen Elemente des Verschlusses werden auch heute noch verwendet.

Die von Ragon de Bange konstruierten Kanonen des Kalibers 80 mm, 90 mm und 155 mm mle 1877 wurden 1877 bzw. 1879 in der französischen Armee eingeführt. Es wurden Varianten als Feldkanonen und für Geschütztürme entwickelt. Erstere hatten noch keinen Rohrrücklauf, da diese erst zum Ende des 19. Jahrhunderts serienreif waren. Die Royal Navy bzw. die British Army nutzen bei der neuerlichen Einführung der Hinterlader (BL - Breech Loading) ebenfalls das von de Bange konstruierte Verschlusssystem. Auch andere Staaten, wie die USA, führten Waffen nach diesem System ein. Die Konstruktion de Banges stand dabei in Konkurrenz zu den von Krupp entwickelten Keilverschlüssen und dem baranowskischen Konstruktionen. Während beispielsweise Serbien 1884 der französischen Konstruktion den Vorzug gab, bevorzugte Rumänien 1885 die Kruppsche Konstruktion. Russland wandte sich 1884 bei der 9/35-Zoll-Kanone M1877 vom Keilverschluss ab und führte den Schraubenverschluss ein, der für großkalibrige russische und sowjetische Artilleriewaffen zur dominierenden Verschlusskonstruktion werden sollte.

Die Ladesequenz: Einschieben des Projektils und der Treibladung in das Rohr. Vorschwenken der Schraube. Einschieben der Schraube. Drehung der Schraube um 60° nach rechts zum gasdichten Verschließen. Die Verriegelung rastet ein. Abfeuern durch Auslösen des Hahns. Entriegeln und Drehung der Schraube um 60° nach links zum Öffnen. Herausziehen der Schraube. Wegschwenken der Schraube. Die Waffe kann wieder geladen werden.

Konischer Schraubenverschluss In Großbritannien wurde der Schraubenverschluss für alle Kaliber bis zu 6 Zoll zusammen mit Messingkartuschen eingesetzt. Im Gegensatz zu anderen Staaten, in denen für Schnellfeuerkanonen im Regelfall Keilverschlüsse des Systems Krupp bzw. Nordenfelt zum Einsatz kamen, hielt Großbritannien auch bei den Schnellfeuerkanonen der QF-Serie (Quick Fire) am Schraubenverschluss fest. Hier kamen auch Granatpatronen zum Einsatz. Bei der Entwicklung der QF 6 inch ergab sich jedoch ein sehr starker Rückstoß, der eine stärkere Verriegelung erforderte. Dies wiederum machte eine größere Anzahl von Gewindestegen erforderlich. Ein derartiger Verschluss würde jedoch sehr lang werden. Zum Öffnen des Verschlusses waren drei Bewegungen notwendig: Drehen des Verschlusses, Herausziehen und Schwenken zur Seite. Zusammen mit der Länge ergab sich eine ungünstige mechanische Auslegung für den Verschlussmechanismus, die praktisch kaum umzusetzen war. Elswick löste 1890 das Problem, indem der Verschlusskörper konisch ausgebildet wurde. An seinem vorderen Ende hatte er einen geringeren Durchmesser als an seinem hinteren. Dadurch konnte die Anzahl der Bewegungen auf zwei reduziert werden: Drehen der Schraube und Herausziehen mit gleichzeitigem Schwenken. Durch eine versetzte Anordnung der Segmente auf dem konischen und zylindrischen Teil wurden die Kräfte in das Rohr gleichmäßiger abgeleitet.

Ogivaler Schraubenverschluss Der bei der schwedischen Waffenfabrik Bofors beschäftigte Arent Silfversparre löste Anfang der 1890er-Jahre das Problem auf ähnliche Weise. Anstelle einer konischen Verschlussschraube nutzte er jedoch eine ogival geformte Schraube. Bofors setzte diese Konstruktion noch bis weit in das 20. Jahrhundert ein. Sowohl der ogivale als auch der konische Schraubenverschluss hatten den Nachteil, dass die Gewindestege an der Spitze – mit kleinerem Durchmesser – geringere Verriegelungskräfte aufnehmen konnten als die am hinteren Ende. Die mögliche Kraftaufnahme war also nicht proportional zur Länge des Verschlusses. Außerdem waren die Formen von Verschluss und Bodenstück relativ schwer zu fertigen.

Schraubenverschluss System Welin