CH666744A5

CH666744A5 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des drallwinkels von waffenrohren.

Info

Publication number: CH666744A5
Application number: CH536884A
Authority: CH
Inventors: Josef Zink
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf
Priority date: 1983-11-19
Filing date: 1984-11-08
Publication date: 1988-08-15
Also published as: DE3341820C2; DE3341820A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Drallwinkels und der Drallkurve eines mit einem Zug-Feld-Profil versehenen Waffenrohres und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Wie in Rheinmetall, Waffentechnisches Taschenbuch 1977, Seiten 523 bis 527, über den Drall nachzulesen ist, bilden die Züge mit einer zur Seelenachse parallelen Linie auf der Rohrinnenwand den Drallwinkel, der analog dem Steigungswinkel eines steilgängigen Gewindes ist. Zwischen dem Drallwinkel und der Drallänge besteht die Beziehung tan a

I)

mit parabolischem Drall, sinusförmigem oder kubisch-parabolischem Drall oder mit einer Kombination der einen mit der anderen Drallart.

Es ist nun bei der Herstellung von Waffenrohren ein s besonderes Problem, den Drallwinkel sowohl zwischen den einzelnen Bearbeitungsgängen als auch in der Endkontrolle schnell und sicher zu prüfen. Die hier bisher in der Praxis angewendeten Methoden sind durchwegs mechanische Messungen, die langwierig sind und den Mangel einer fehler-lo haften Prüfung besitzen. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Drallwinkels von Waffenrohren zu schaffen, das sicher und schnell abläuft, einfach in der Bedienung und im technischen Aufwand ist und Fehlerquellen beim Messvorgang ver-15 meidet. Dazu sollen das Verfahren und die Vorrichtung geeignet sein, den Drallwinkel an jeder beliebigen Stelle der Führung des Waffenrohres zu ermitteln.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein mit einem achsparallel zum Waffenrohr geradlinig 20 verfahrbaren Messschlitten starr verbundener, zur Seelenachse des Waffenrohres zentrierter Messkopf mit Messtaster in einem der Züge eines axial und radial ortsfesten Waffenrohres eingesetzt wird, der bei gemessener axialer Weglänge des Messschlittens von einem Ausgangsmesspunkt xi zu 25 einem Endmesspunkt X2 automatisch einen zugeordneten Drehwinkel Aß = ß2-ßi zurücklegt, welcher als Messergebnis zusammen mit der gefahrenen Weglänge des Messschlittens angezeigt bzw. festgehalten wird und der Bestimmung des Drallwinkels a über die mathematische Beziehung

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2 ■ n- r (ß2-ßi)

tan a :

360°

(X2 — Xl)

(D = Drallänge in Kaliber). Die Waffenrohre können nun mit verschiedenen Drallarten ausgebildet sein, wie bspw. mit konstantem Drall über die Führungslänge des Waffenrohres,

dient, in welcher r der Messradius im Waffenrohr ist. 35 Dieses Verfahren eignet sich vorzüglich für den maschinellen Einsatz zwischen und nach entsprechenden Bearbeitungsgängen, es ist sicher und schnell und bietet Gewähr für eine fehlerfreie Bestimmung des Drallwinkels. Das erfin-dungsgemässe Verfahren liefert auf einfache Weise einen 40 Drehwinkel mit zugeordneter, axialer Weglänge, aus dem sich in bekannter Art der Drallwinkel des Waffenrohres ermitteln lässt. Durch die axiale Verschiebung des Schlittens wird der in einem der Züge eingesetzte Messtaster wendeiförmig zwangsbewegt, wobei die beiden Koordinaten, axiale 45 Weglänge und zurückgelegter Drehwinkel, ablesbar sind bzw. angezeigt werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung des Drallwinkels eines Waffenrohres zeichnet sich in erfinderischer Lösung dadurch aus, dass eine Mess-50 bank mit einer im vorderen Teil angeordneten Waffenrohr-Spannvorrichtung vorgesehen ist, an die sich in axialer Verlängerung eine Schlittenführung mit einem koaxial zum Waffenrohr bzw. Waffenröhrseele verschiebbaren Schlitten anschliesst, dessen gelenkig angebundener Messtaster in 55 einem Zug des Waffenrohres einsetzbar ist. Dabei kann die Waffenrohr-Spannvorrichtung Auflageprismen aufweisen, auf die das Waffenrohr durch Spanner axial und radial ortsfest gehalten ist.

Der Messtaster kann in bevorzugter Ausführungsform 60 über eine zwischengeschaltete Messpinole mit dem Schlitten verbunden sein. Zur Erfassung der axialen Weglänge kann die Messbank zudem mit einem an einer Längsseite angeordneten Längenmassstab ausgerüstet sein, welcher parallel zur Schlittenführung verläuft und von dem Schlitten während 65 der Verschiebung abgreifbar ist zur Feststellung einer zurückgelegten Weglänge. Der axiale Verschiebeweg und der durch den Messtaster in der Führung eines Waffenrohrzuges ermittelte Drehwinkel können wahlweise analog oder digital

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in einer besonderen Anzeige dargestellt und in einem angeschlossenen Rechner für die Ermittlung des Drallwinkels eingesetzt werden.

Der gesamte Aufbau der Messbank ist denkbar einfach. Während im vorderen Teil das Waffenrohr definiert lagert, befindet sich im rückwärtigen Teil die eigentliche Messeinrichtung. Diese Messbank bietet sich an, zu den Bearbeitungsmaschinen für die Herstellung eines Waffenrohres mit Zug-Feld-Profil integriert zu werden. Sie eignet sich ferner ebenso gut für die Endkontrolle der Drallkurve, die aus einzelnen Drallwinkeln zusammengesetzt ist.

Das zu prüfende Waffenrohr wird zu solchen Kontroll-und Messzwecken lediglich auf die Prismenauflage gelegt und dort festgespannt, so dass eine sodann eingeleitete axiale Bewegung des Messschlittens einen Messtaster im Zugprofil des Waffenrohres wendeiförmig bewegt, wodurch ein Drehwinkel feststellbar wird. Die Umrechnung über die mathematische Beziehung tan a =

360°

(ß*-ßO

(x:-xi)

mit der Sollkurve verglichen wird. Selbstverständlich kann mit dieser Vorrichtung der Drallwinkel an jeder beliebigen Stelle des Waffenrohres und auf jede gewünschte Länge bestimmt werden. In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt. Darin zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Vorgang des Verfahrens zur Bestimmung des Drallwinkels im Diagramm,

Fig. 2 die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung des Drallwinkels in schematischer Darstellung, und

Fig. 3 einen Messkopf in Ansicht.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren zur Bestimmung des Drallwinkels a eines Waffenrohres wird ein Drehwinkel Aß in Abhängigkeit einer zurückgelegten Wegstrecke Ax gemessen. Figur 1 zeigt in Diagrammdarstellung ein Waffenrohr 1 in Form eines Zylinders mit dem Messradius r. Ein mit einem geradlinig in Richtung der Rohrseele 8 verfahrbaren Schlittens 3 verbundener, sich selbst sehr genau zentrierender Messkopf 2 mit Messtaster 15 hat seinen Ausgangsmesspunkt bei xi und liegt in einem der Züge des Waffenrohres 1 an.

Die geradlinige Bewegung des Schlittens 3 auf der Weglänge xi nach X2 bewirkt, dass der Messtaster 15 während der Strecke Ax wendeiförmig nach Punkt ß2 gewandert ist. Der Messtaster 15 hat demnach einen Bogen von ßi nach ßz durchlaufen, bei dem ßi mit dem Punkt xi identisch ist.

Dieser Bogen schliesst den Drehwinkel Aß ein, der sich aus ßj-ßi ermittelt.

Mit Hilfe des erhaltenen Drehwinkels Aß auf der zurückgelegten Weglänge Ax ist der Drallwinkel a nach der mathematischen Beziehung tan a =

360°

(ß:-ß')

(X2-Xl)

errechenbar.

Die Durchführung des Verfahrens zur Ermittlung des io Drehwinkels erfolgt mittels einer Messbank 4. Im vorderen Teil der Messbank 4 befindet sich ein Prismenauflager 5, in welches ein zu prüfendes Waffenrohr 1 eingelegt wird. Das Waffenrohr 1 wird über die beidenendes angeordneten Spanner 6 axial und radial ortsfest gehalten.

15 In der axialen Verlängerung zur Prismenauflage 5 ist eine Schlittenführung 7 angeordnet, die geradlinig und koaxial zur Rohrseele 8 verläuft. An der Schlittenführung 7 ist ein Schlitten 3 verfahrbar, der mit einer Messpinole 10 und einem daran angesetzten Messkopf 2 verbunden ist. Der 20 Messkopf 2 wird zentrisch zur Seelenachse in das Waffenrohr 1 eingesetzt und lagert im Waffenrohr 1 auf drei gleich-mässig am Umfang verteilten Lagern. Wie insbesondere Figur 3 zeigt, besitzt der Messkopf 2 an seiner Mantelfläche austretende Messtaster 15, die sich an die Feldkante des Zug-25 Feld-Profils im Waffenrohr 1 anlegen. Im Inneren des Messkopfes 2 befindet sich ferner die induktive Messwertaufnah-meeinheit 16. Ein an den Messkopf 2 angeschlossener Motor 17 bewirkt eine konstante Messkraft auf den Messkopf 2. Der Doppelpfeil 18 zeigt den Axialweg und der Doppelpfeil 19 30 den zurückgelegten Drehwinkelweg an.

An der Längsseite der Messbank 4 in achsparalleler Anordnung zur Schlittenführung 7 ist ein Längenmassstab 9 vorgesehen. Ein Abgriff 11 am Messschlitten 3 überfährt den Längenmassstab 11 und zeigt die gefahrene Weglänge an. 35 Der Messtaster 15 des Messkopfes 2 wird nun in einem Zug des Waffenrohres 1 eingebracht und durchfährt bei der geradlinigen Schlittenbewegung auf der Weglänge Ax = X2 - xi die Drallkurve im Waffenrohr 1. Hierbei wird durch den Messtaster 15 bei Durchfahren des Bogenmasses 40 von ßi nach ß2 direkt der Drehwinkel Aß ermittelt. Sowohl das ermittelte Längenmass Ax als auch der Drehwinkel Aß sind in der Anzeige 12 ersichtlich.

Beide Werte werden dem Rechner 13 zugeführt, der daraufhin den Drallwinkel a nach der Formel

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tana =

2-71-360°

Aß Ax ermittelt.

so Der Drallwinkel a kann wiederum in der Anzeige aufgezeigt werden. Es kann ferner in einem am Rechner 13 angeschlossenen Drucker 14 ausgeschrieben werden.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messbank (4) mit einer im vorderen Teil angeordneten Waffenrohr-Spannvorrichtung vorgesehen ist, an die sich in axialer Verlängerung eine Schlittenführung (7) mit einem koaxial zum Waffenrohr ( 1 ) verschiebbaren Messschlitten (3) anschliesst, dessen Messkopf (2) mit angeschlossenem Messtaster ( 15) in das Waffenrohr (1) einführbar ist.

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PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Bestimmung des Drallwinkels bzw. der Drallkurve eines mit einem Zug-Feld-Profil versehenen Waffenrohres, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem achsparallel zum Waffenrohr ( 1 ) geradlinig verfahrbaren Messschlitten (3) starr verbundener, zur Seelenachse des Waffenrohres ( 1 ) zentrierter Messkopf (2) mit Messtaster ( 15) in einem der Züge eines axial und radial ortsfesten Waffenrohres ( 1 ) eingesetzt wird, der bei gemessener axialer Weglänge des Messschlittens (3) von einem Ausgangsmesspunkt xi zu einem Endmesspunkt X2 automatisch einen zugeordneten Drehwinkel Aß = ß2 - ßi zurücklegt, welcher als Messergebnis zusammen mit der gefahrenen Weglänge des Messschlittens (3) angezeigt bzw. festgehalten wird und der Bestimmung des Drallwinkels a über die mathematische Beziehung tan a =

360°

(fc-PQ

(X2 - Xl)

dient, in welcher r der Messradius im Waffenrohr (1) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Waffenrohr-Spannvorrichtung Auflageprismen (5) aufweist, auf die das Waffenrohr (1) durch Spanner (6) axial und radial ortsfest gehalten ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (2) über eine Messpinole (10) mit dem Messschlitten (3) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbank (4) mit einem an der Längsseite angeordneten Längenmassstab (9) versehen ist, welcher parallel zur Schlittenführung (10) verläuft und von dem Messschlitten (3) während der Verschiebung abgreifbar ist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Verschiebeweg und der durch den Messkopf (2) in der Führung eines Waffenrohr-zuges ermittelte Drehwinkel (Aß) wahlweise analog oder digital in einer Anzeige (12) angezeigt und in einem angeschlossenen Rechner(13)zur Ermittlung des Drallwinkels eingesetzt werden.