DE2012601A1

DE2012601A1 - Beschleunigungsvorrichtung zur pruefung von geraeten

Info

Publication number: DE2012601A1
Application number: DE19702012601
Authority: DE
Inventors: Bourges Bourgeot. Michel Philippe Lucien (Frankreich) M
Original assignee: ETAT FRACAIS; MINI ARMEE
Current assignee: ETAT FRACAIS; MINI ARMEE
Priority date: 1969-03-19
Filing date: 1970-03-17
Publication date: 1971-04-15
Also published as: FR2038580A5; GB1259044A; SE361739B; US3626451A

Description

Dipl.-lng. G. Schliebs 61 Darmstadt Ludwig-Büchner-Straße 14

Patentanwalt · Telefon (06151) 62928

Postscheckkonto: Frankfurt a. M. 111157 Bankverbindung: Deutsche Bank AG., Darmstadt Telegramme: inventron

An das

Deutsche Patentamt

b München 2
Zweibrückenstr. 12

Ihr Schreiben Mein Zeichen E 111 Tog 11,3.

Patentanmeldung

Anmelder: ETAT FRANCAIS, vertreten durch Ministre des Armies, Paris (Frankreich)

Beschleunigungsvorrichtung zur Prüfung von Geräten»

Die Erfindung betrifft eine Beschleunigungsvorrichtung zur mechanischen Prüfung von Geräten, Ausrüstungen, Maschinen oder Waffen hoher Masse auf ihr Verhalten unter starken Beschleunigungen, denen sie unterworfen werden,"- und bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung mit der vollständige Artilleriewaffen oder Teile derselben mit dynamischen Rück- und Vorlaufkraften beaufschlagt werden, die den beim Abschuß auftretenden Beanspruchungen i sehr nahe kommen.

Bekannte Methoden zur Prüfung elastischer Aufhängungen, Geschützverschlüsse oder anderer Organe von Artilleriewaffen, die während der Rücklauf- und Vorlaufbewegung des Rohres beansprucht werden, bestehen einerseits im Einsatz herkömmlicher Prüfgeräte, die aber nur sehr langsame Geschwindigkeiten aufbringen, die weit von den beim Schießen tatsächlich auftretenden entfernt sind, und andererseits in der Durchführung echter Schießversuche, die sehr aufwendig und zeitraubend sind.

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Brief vom"! 1 . 3 . 70 Blatt 2 Dlpl.-Ing. G. Sdilieb«

an das Deutsche Patentamt, München 2012601 Patentanwalt

Herkömmliche Prüfvorrichtungen gestatten also nicht die Darstellung von Beanspruchungen, die für die tatsächliche Arbeitsweise von Artilleriewaffen kennzeichnen sind. Echte Schießversuche können aus den oben angegebenen Gründen nur in sehr beschränkter Zahl durchgeführt werden. Die Erfindung behebt diese Nachteile durch eine hydropneumati8che mit einer geschlossenen Gasspeicherkammer, einer an eine Lieferleitung und ein schnellöffnendes Entleerungsventil angeschlossenen Flüssigkeitsspeicherkammer und einem zwischen beiden verschiebbaren Trennkolben, dessen Kolbenstange mit der Schubstange einer Schubvorrichtung für das Gerät gekoppelt ist und der bei seinem Vorlauf (Arbeitshub) die öffnungen von Verbindungskanälen zwischen der Flüssigkeitsspeicherkammer und dem Ventil absperrt, so daß ihn die abgesperrte Flüssigkeitsmenge abbremst.

Zur Prüfung von Artilleriewaffen und besonders von deren Rohraufhängungen ist gemäß weiterer Erfindung mit der Kolbenstange des Druckspeichers eine Schubvorrichtung gekoppelt mit einer Schubstange, die über eine Klauenkupplung gegen einen über eine Schwenkvorrichtung schwenkbaren Schubstempel anliegt, der seinerseits über einen Stirnring gegen das zu beschleunigende Waffenteil drückt=,

Zum Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Artilleriewaffe mittels ihrer Rohrwiege, Ihres Geschützeohlittens, ihrer Abachußplattfcrm oder Lafette oder mittels jedes anderen Böfestigungeorsane auf übliche Art über ein Gestell mit dem Boden verbunden. Die Beachleunigungsvorrichtung gestattet e« sodann, auf die Kohrmündung eine Längßkraft aufzubringen, die in ihr evr Hohe and Dauer beliebig einstellbar 1st und die rücklaufende Maeββ auf eine Rücklaufgeschwindigkeit beschleunigt, die der

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Brief vom 1 1 . 3 . 70 Blatt 3 Dipl.-Ing. G. Schliebs

an das Deut sehe Patentamt. München^ ^ ^ Patentanwalt

das Deutsche Patentamt, Müneheja.,-* .«-«-

Rücklaufgeschwindigkeit infolge des Gasdruckes "beim Abschuß eines Geschosses entspricht. Wenn die maximale Rücklaufgeschwindigkeit erreicht ist, wird die rücklaufende Masse von der Vorrichtung freigegeben und führt unter den üblichen Sehießbedingungen ihre Rücklaufbewegung zu Ende, an welche sich ihre Vorlaufbewegung in die Ausgangsstellung anschließt.

Um die Beschleunigung am Ende ihres Schubweges elastisch abzubremsen, sind in der Flüssigkeitsspeicherkammer ihres : Druckspeichers ein voröffnendes Nadelventil sowie eine Bremsöffnung und ein Dämpfungsstempel, der im Eingriff mit einer Dämpfungskammer am Kolben steht, vorgesehen. Die Bremsöffnung bewirkt hierbei das Zurückbleiben der Schubvorrichtung nach der gewünschten Beschleunigung der Waffe, und Dämpfungsstempel und -kammer verhindern ein hartes Ansehlagen des Kolbens im Druckspeicher„

Damit die Vorlaufbewegung des Prüflings nicht behindert wird, ist gemäß weiterer Erfindung der Schubsteiapel mit einem an den Enden seiner Bahn ausrückbaren Führungestein in einer Geradführung geführt und steuert über ein Ventil die Schwenkvorrichtung derart, daß er am Ende seines f

Vorlauf hubes schwenkt, wobei die Klauenkupplung außer Eingriff kommt, und eine zwischen ihm und der Schubstange angeordnete, gespannte Feder ihn auf der Schubstange zurückgleiten läßt in seine Grundstellung, in der ihn die Schwenkvorrichtung zurückschwenkt, wobei die Klauenkupplung wieder in Eingriff kommt. Durch diese Anordnung wird der Schubstempel, nachdem er seine Beschleunigung auf das Geschützrohr aufgebracht hat, schnell zurückgezogen, wodurch er dessen späteren Vorlauf freigibt, und außerdem kehrt durch diese Anordnung die Beschleunigungsvorrichtung automatisch in ihre Ausgangsstellung zurück.

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Brief vom 1 1 « 3 · 70 Blatt 4 Dlpl.-Ing. G. Schlieba

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Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Pig* 1 einen Druckspeicherj

Fig. 2 ein zur Vorrichtung gehörendes schnellöffnendes Ventil, das Teil einer anderen Erfindung ist, und

Pig. 3 eine Schubvorrichtung in drei Schnitten.

Der mit J[ bezeichnete erfindungsgemäße Druckspeicher (Pig. 1) besitzt im wesentlichen einen Kolben P in einem Gehäuse 11, das über einen Stutzen 12 mit dem Öleinlaß Ca eines schnellöffnenden Ventiles ί? (Fig. 2) verbunden 1st. Über eine Kolbenstange T am Kolben P ist der Druckspeicher mit der erfindungsgemäßen Schubvorrichtung gekoppelt. Weitere Einzelteile des Druckspeichers werden im Laufe der folgenden Punktionsbeschreibung aufgeführt«

Der im Druckraum A unter einem bestimmten Vordruck stehende und als Druckmedium dienende Stickstoff wird vom Kolben P verdichtet. Der Kolben wird durch Drucköl angetrieben, das von einer hydrauliseilen Pumpe über einen Anschluß Hp in einen ölraum H gepresst wird. Während der Verdichtungsperiode ist der Öleinlass des Ventiles 2 gesperrt, und ein Nadelventil V am Ölraum 1st geschlossen.

let der gewünschte Druck erreicht, dann wird das Nadelventil V geöffnet, der Stickstoff im Gasspeicher A beginnt eich zunächst langsam zu entspannen und schiebt den Kolben P langsam vor, der über seine Kolbenstange T und einen später beschriebenen Stirnring 32 der Schubvorrichtung

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Brief vom1 1 ,3.70 ^Blatt 5 DIpL-Ing. G. Schlichs

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(Fig. 3) gegen eine Rohrmündung jl· drückt (welche das zu beschleunigende Teil oder die zu beschleunigende Waffe andeutet). ■ . ■

Ein mit der Waffe verbundener elektrischer Kontakt wird geschlossen, sobald deren Rohr 4 um zwei Millimeter zurückgeschoben worden ist. Hierdurch wird über pneumatische Magnetventile ein Sperriegel V1 des schnellöffnenden Ventiles 2 zurückgezogen und ein Auslösestößel V2 vorgeschoben (Mg. 2)» Der Druckspeicher wird freigegeben, wenn das Ventil voll öffnet und seinen Einlass Oa mit seinem Auslass Od verbindet: Der Stickstoff in Kammer A entspannt sich, und das öl fließt über das Ventil schlagartig ab, wodurch ein starker Impuls auf das Rohr 4, übertragen wird. Nach einer ersten Beschleunigungsperiode beginnt der Kolben P zunächst Öffnungen 0 im Gehäuse 11 von 2_ zu versperren und wenig später eine Bremsöffnung mit dreieckförmigem Querschnitt. Am Ende seines Hubeswird der Kolben P durch Ölreibung zwischen dem Dämpfungsstempel Ta am Gehäusedeckel und der Dämpfungskammer D im Kolben gedämpft«

Zu Beginn dieser Bremsperiode verläßt die rücklaufende, j von der Beschleunigungsvorrichtung beschleunigte Masse £ die Abstützung der Schubvorrichtung, wobei sie ihre höchste Rücklaufgeschwindigkeit erreicht hat? die Maese setzt nun ihre Rücklaufbewegung allein fort.

Das schnellöffnende Ventil £ (Pig, 2) ist Gegenstand einer besonderen Erfindung und wird daher nur beschrieben, soweit es zum Verständnis der BeBohleunigungavorriohtung erforderlich ist. Das Ventil besteht im wesentlichen aus einem Schließkolben P1 zwischen Sinlaea Oa und Auslass Cd. Der Kolben befindet sioh über eine ein HebelByatem B1, B2,

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Brief vom 11 « 3 . 70 Blatt 6 Dipl.-Ing. G. Sdiliebt

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B3 in instabilem Gleichgewicht gegen den Öldruck in Ca einerseits und über einen Dämpfungekolben P2 gegen eine Pufferkammer A1 andererseits. Über die schon beschriebenen Riegel V1 und Stößel V2, die auf beliebige Weise, z.B. elektromechanisch zu betätigen sind, kann das Ventil extrem schnell geöffnet werden, wobei eine Dämpfungseinrichtung M1, A2 im Dämpfungskolben P2 ein Schlagen des Ventiles verhindert. Wenn der Öldruck in Ca nachläßt, kann sich das Ventil dank der Pufferkammer A1 wieder automatisch schließen.

Das zu beschleunigende Teil 4, liegt, wie schon erwähnt, gegen einen Stirnring 32 der Schubvorrichtung JS (Fig. 3) an» Diese Vorrichtung umfasst außerdem folgende Teile: einen Schubetempel B mit Innenklauen C1 und einer Feder R1, eine pneumatische Schwenkvorrichtung R zur Schwenkung des Schubstempels B, eine an die Kolbenstange T des Druckspeichers 2 angekoppelte Schubstange T1 mit Außenklauen C2, einen Führungsstein G sur führung des Schubstempels während der Beschleunigungsperiode und ein pneumatisches Ventil V3.

Die Schubvorrichtung arbeitet mit dem Druckspeicher und dem Ventil wie folgt zusammen: Vor dem öffnen des Ventiles 2 liegen die Klauen C1 und C2 krafteehlüssig gegeneinander„ Während das Ventil geöffnet ist, überträgt der Schubetempel B die von der Kolbenstange T ausgeübte Kraft auf das Rohr £ (Fig. 3), während das von einer Schrägfläche dee Schubstempels gesteuerte Ventil V3 den Druckraum einer Schwenkvorrichtung R mit der Außenluft verbindet.

Sobald die Bremsperiode eingesetzt hat, stützen sich die Kleuen 01 und C2 infolge der Trägheit des Sohubstempela E nioht mehr aufeinander ab. Bar Führungeetein β ist aus

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an das Deutsche Patentamt, München 2012601 Patentanwalt

seiner Führungsbahn freigekommen, die Feder in der Schwenkvorrichtung R entspannt sich und bewirkt di© Schwenkung des Schubstempels B? danach kann er infolge der Entspannung der Feder R1 auf der Schubstange T1 zurücklaufen. Der Schubstempel B wird also zurückgezogen, um dem Rohr 4; den Vorlauf freizugeben

Wenn der Stickstoff im Gasspeicher A erneut verdichtet
wird, dann läuft die Stempelstange im Schubstempel zurück» wodurch die Feder zusammengedrückt wird. Am Ende des
Hubes bewirkt das Ventil V3 ein Rückschwenken des Schubstempels, wodurch die Klauen C1 und 02 wieder gegeneinander zur Anlage kommen·

Als Beispiel hat eine erfindungsgemäße Beschleunigungevorrichtung mit 40 000 PS folgende Parameter Werte.

Druckspeicher

Durchmesser von P	300 mm
Maximaler Druck in A	500 at
Antriebshub	80 mm
Bremshub	80 mm
Querschnitt der öffnungen 0 und F	70 cm²
Durchmesser des Dämpfungsstempels T_a a	105 mm
Sehnellöffnendes Ventil
Maximaler Betriebsdruck	500 at
Durchmesser von P1	75 mm
Durehmesser von P2	100 mm
Durchmesser von M1	3 mm
Öffnungezeit	2 ms
Durchsatz bei einem Druck von 300 at	5000 l/s
Winkel B	2°

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Brief vom 1 1 , 3 , 70 Blatt 8 Dlpl.-Ing. O. Sdilieb·

an das Deutsche Patentamt, München 2012601 Patentanwalt

Maximale Scherkraft auf V1 1000 kp

Maximale Bedienungskraft für V2 100 kp

Vordruck in der Pufferkammer A1 3 - 5 at

S chubvorri chtung

Luftdruck in der Schwenkvorrichtung R 5 at

Durchmesser von T 60 mm

Anzahl der Klauen 6

Gesamte Einrichtung

Leistung 40 000 PS Maximaler Betriebsdruck 500 at Maximale Geschwindigkeit gegen Hubende 20 m/s Maximalgeschwindigkeit einer Artilleriewaffe mit einer Rücklaufmasse von 4 to 10 m/s Mittlere Beschleunigung 100 g Schubdauer 5 - 20 ms

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Claims

Brief vom 1 1 . 3.70 Blatt 9 DIpl.-Ing. G. Sdiifebs

an das Deutsche Patentamt, München 2012601 Patentanwalt

Pat entansprüohe

Beschleunigungsvorrichtung zur Prüfung von Geräten, insbesondere von Artilleriewaffen und deren Rohrrücklauf, gekennzeichnet durch einen hydr©pneumatischen Druck- ■ speicher (Y) mit einer geschlossenen GasSpeicherkammer (A)₁-einer an eine Lieferleitung (Hp) und ein schnellöffnendes Entleerungsventil (2) angeschlossenen Flüssigkeitsspeicherkammer (H) und einem zwischen beiden verschiebbaren Trennkolben (P), dessen Kolbenstange (T) mit der Schubstange (T1) einer Schubvorrichtung (J3) für das Gerät (£) gekoppelt ist und der bei seinem Vorlauf (Arbeitshub) die Öffnungen (0) von Verbindungskanälen zwischen der flüssigkeitsspeicherkammer und dem Ventil absperrt, so daß ihn die abgesperrte Flüssigkeitsmenge abbremst.
2. Beschleunigungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit der Kolbenstange (T) des Druckspeichers (Y) gekoppelte Schubvorrichtung (3) mit einer Schubstange (T1), die über eine Klauenkupplung (01, 02) gegen einen über eine Schwenkvorrichtung (E) schwenkbaren Schübstempel (B) anliegt, der seinerseits über einen Stirnring (32) gegen das zu beschleunigende Gerät (£) drückt.
3. Beschleunigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubstempel (B) mit einem an den Enden seiner Bahn ausrückbaren Pührungsstein (G) in einer Geradführung geführt ist und über ein Ventil (V3) die Schwenkvorrichtung (R) steuert derart, daß er am Ende seines Vorlaufhubes schwenkt, wobei die Klauenkupplung (01, 02) außer Eingriff kommt, und eine zwischen ihm und der Schubstange angeordnete, gespannte Feder (R1) ihn auf der Schubstange zurückgleiten läßt in seine Grundstellung, in der ihn die Schwenkvorrichtung zurückschwenkt, wobei die Klauenkupplung wieder in Eingriff kommt.

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Brief vom 1 1 .3 · 70 Blatt 10 9 Π 1 ? R Π 1 Wpi--I«»e· ©· Schlivbs

an das Deutsche Patentamt, München " Patentanwalt

4-· Beschleunigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flüssigkeitsspeicherkammer (H) des Druckspeicher (1) ein voröffnendes Nadelventil (V) sowie eine Bremsöffnung (F) und ein Dämpfungsstempel (T_Q) im Eingriff mit einer Dämpfungskammer (D) im Kolben (P) vorgesehen sind.

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