DE2700600C2 - Vorrichtung zum Prüfen von Waffenrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prüfen von Waffenrohren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Druckprüfung von Granatenhülsen ist es bekannt (DE-PS 311360) in diesen einen Dorn einzuführen. Der Zwischenraum zwischen Dorn und Hülse kann dadurch rasch und mit verhältnismäßig wenig Wasser gefüllt und auf den vorgeschriebenen Prüfdruck gebracht werden. Die Hülse ist zwischen Aufnahmekörper eingespannt und abgedichtet. Das Wasser wird durch einen entsprechend ausgebildeten Aufnahmekörper zugeführt.

Aus der DE-PS 21 39 735 ist eine Einrichtung zum Simulieren der Schußbeanspruchung durch Aufbringen einer Druckbeanspruchung auf die Innenwandung eines Geschützrohres bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung sind in einem mit einem normalen Verschluß versehenen, gegebenenfalls verkürzten Geschützrohr ein zur Verringerung des Ladungsraumvolumens dienender Einsatzkörper sowie eine Treibladung angeordnet.

Um den kurzzeitigen Anstieg des auf die Rohrinnenwandung wirkenden statischen Gasdrucks beim Abschuß zu simulieren, ist bei dieser bekannten Einrichtung die vordere öffnung des zu prüfenden Rohres durch eine Berstplatte verschlossen.

Durch die DE-OS 14 73 676 isi eine Vorrichtung zur Dichtigkeitsprüfung in Betonrohren bekannt Dabei wird in einer Langzeitmessung die Änderung eines durch ein Prüfmedium erzeugten statischen Drucks im Innern der zu prüfenden Betonrohre gemessen. Es kommt somit bei dieser ebenso wie bei der erstgenannten bekannten Anordnung nicht auf die Strömungsver- hältnisse im Rohrinnern an. Deshalb bestehen auch hier keine Anforderungen hinsichtlich der Formgebung des Einsatzkörpers.

Aus der DE-PS 5 98 160 ist es bekannt einen als Füllkörper bei der Prüfung von Rohren dienenden Zylinder einseitig an einer Haltevorrichtung fest anzuordnen.

Schließlich ist aus der US-PS 35 77 762 die Verwendung einer Treibladung für die Druckerzeugung zur dynamischen Beanspruchung von Werkstoffen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur dynamischen Beanspruchung und Prüfung von Waffenrohren, wie Raketenabschußrohren, zu schaffen. Hierbei soll in erster Linie die durch den energiereichen Strahl des Treibladungsgases bewirkte Erosion an der Innenwandung des Waffenrohres simuliert werden. Dazu ist die Erzielung einer möglichst hohen Strömungsgeschwindigkeit der Treibgase entlang der Innenwandung erforderlich. Die Lösung dieser Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 erreicht Die im Innern des Doms angeordneten Druckmesser ermöglichen eine unmittelbare Registrierung des Gasdruckverlaufs im Rohrinnern. Durch die strömungsgünstige Form des Doms und dadurch, daß der größte Durchmesser des Doms, d. h. der Durchmesser seines zylindrischen Mittelteils, nur geringfügig kleiner als der korrespondierende Innendurchmesser des Waffenrohres ist wird in diesem Bereich des Rohres eine erhebliche Verengung des dem Treibgasstrom zur

■»ο Verfügung stehenden Querschnitts mit hoher Strömungsgeschwindigkeit erreicht In Zusammenhang mit der bereits relativ hohen Austrittsgeschwindigkeit des Prüfmediums aus der Düse und durch die Tatsache, daß die Mündung des Waffenrohres nicht wie bei der bekannten Einrichtung, durch eine Berstplatte verschlossen ist, werden mit Hilfe dieser Querschnittsverengung Strömungsgeschwindigkeiten für das Prüfmedium erzielt, die denjenigen der Treibgase beim Abfeuern eines Projektils entsprechen. Dabei verhindern die jeweils spitz zulaufenden Enden des Doms, daß es vor und hinter der QuerschniUsverengung zu Wirbelbildungen im Prüfmedium kommt die seine Strömungsgeschwindigkeit beeinträchtigen würden. Eine einfache radiale Zentrierung des Domes im zu prüfenden Rohr ist im Anspruch 2 angegeben.

Eine Gewichtsminderung des Domes und eine Montage-Vereinfachung für Druckmesser sind nach dem Merkmal des Anspruchs 3 zu erreichen. Eine einfache, strömungsgünstige Zentrierung des

Domes im Rohr ist nach dem Anspruch 4 möglich. Bei maximalem Prüfdruck des Rohres ist eine Minderung des spezifischen Rächendrucks des Domes

umfang- und stirnseitig nach dem Anspruch 5 möglich.

Nach dem Anspruch 6 ist vorteilhaft daß die vom

strömenden Treibladungsgas hervorgerufenen Schwingungen des einseitig eingespannten Rohres zu einer zusätzlichen Rohr-Beanspruchung führen und daher der Realität entsprechende Bedingungen vorliegen. Zusatz-

lieh zu den vorbeschriebenen Meßkriterien sind die Rohrschwingungen bei schnellströmenden und heißen Gasen feststellbar.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und wie folgt beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Prüfen von Rohren,

Fig.2 eine perspektivische Ansicht von Teilen der Vorrichtung,

F i g. 3 einen Teilquerschnitt durch einen von F i g. 1 abweichenden Dorn,

F i g. 4 eine Vorrichtung zum Prüfen von Raketenabschußrohren,

F i g. 5 eine Einzelheit nach F i g. 1 mit Berstplatte,

Fig.6 eine »fliegende« Befestigung des Rohres und des Domes am Kammergehäuse nach F i g. 1.

Nach den F i g. 1 und 2 ist auf einem gestellfesten Bolzen 1 eines Lagerbockes 12 für ein Rohr 35 und einen Dorn 41 eine Haltevorrichtung 8 verbunden mit einer Haltevorrichtung 9 schwenkbar gelagert Die Haltevorrichtung 8 besitzt ein Kammergehäuse 2 mit einer Treibladungskammer 3, eine Pulvertreibladung 4, einen Rost 5, eine Düse 6, einen eingeschraubten Verschluß 10 mit an sich bekannter Zündeinrichtung, einer Bohrung 11 für einen Druckmesser 7, einen Flansch 13 mit versetzten Bohrungen 14 für vier Stangen 15, einen Aufnehmer 20 und eine Hülse 65.

Die Stangen 15 sind in bekannter Weise mit dem Flansch 13 verbunden. Die Stangen 15 sind durch drei im Abstand voneinanderliegende, auf die Stangen 15 aufgeschobene Ringe 21 bis 23 zentriert.

Auf den Enden der Stangen sitzen Abstandhülsen 24 und die durch Schraubverbindungen 25 befestigte Haltevorrichtung 9: Die Haltevorrichtung 9 besteht aus einem Deckel 30 mit einer durchgehenden, abgestuften Düse 31, einem Schraubverschluß 32 mit Bohrung 33, einem Aufnehmer 34 und einer Hülse 68.

Auf die Aufnehmer 20 und 34 ist das zu prüfende Rohr 35 aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufgesetzt. Zwischen den Aufnehmern 20 und 34 und dem Rohr 35 sind Dichtringe 40 angeordnet.

Im Rohr 35 liegt der torpedoförmige Dorn 41. Der Dorn 41 besteht aus zwei ineinander gesteckten Teilen 42 und 44, nämlich einem überwiegend ogivenförmigen Vorderstück 42 mit vier Flossen 43 und einem Hauptstück 44 mit einem zylindrischen Abschnitt 45, einem sich verjüngenden Hinterstück 50 und daran angeordneten vier Flossen 51. Die Flossen 43 und 51 sind im Durchmesser 52 größer als der Dorn-Durchmesser 53 und stützen den Dorn im Rohr 35 radial ab. Dadurch besteht zwischen dem zylindrischen Hauptstück 44 und dem Rohr 35 ein rohrwandförmiger Spalt 46. Die Flossen 43 und 51 stehen gegenübet dem Körper des Domes 41 vor und liegen stirnsekig an den Aufnehmern 20 und 34 an.

Das Vorderstück 42 des Domes 41 ist mit dem Hauptstück 44 formschlüssig über einen Ansatz 54 und eine Bohrung 55 verbunden. Im Vorderstück 42 liegen Bohrungen 60 für elektromechanische Druckmesser 56 und 61. Das Hauptstück 44 weist eine mehrstufige Bohrung 62 auf, in der ein Rohr 63 eingeschraubt ist. In der Bohrung 62 und in dem Rohr 63 sind Druckmesser-Kabel 57 und 64 geführt.

Auf den Enden des Rohres 35 sitzen die entsprechend dem Außendurchmesser des Rohres 35 kalibrierten Schutzhülsen 65.

Nach dem Zünden der Hulvertreibladung 4 treten die heißen Pulvergase durch den Rost in die Düse 6 ein.

Dann treffen sie auf das ogivenförmige Vorderstück 42 und füllen den Raum 70, in dem ein gewisser Gasdruck entsteht Dieser Gasdruck ist durch den Druckmesser 56 feststellbar. Der zu Beginn des Spaltes 46 bestehende Gasdruck ist durch den Druckmesser 61 feststellbar. Das Gas tritt dann durch den rohrförmigen Spalt 46 in den Raum 66 und von dort durch die Bohrung 33 ins Freie.

Ausgehend vom Gasvolumen der Pulvertreibladung 4 und der durch übliche Mittel meßbaren Gastemperatur können mittels der Werte der Druckmesser 7,56 und 61 unterschiedliche Untersuchungen am Rohr 35 durchgeführt werden, wie Gasdrucksimulation in einem Waffenrohr, Gasdruckmessung im Waffenrohr sowie Erosion und Dehnungsmessung.

Nach F i g. 3 ist ein Dorn 67 — abweichend vom Dorn 41 — mit einem Bohrungen 71 aufweisenden Kolben 72 versehen. Sein Durchmesser 52 entspricht dem Durchmesser 52 der Flossen 51. Dieser Dom 67 ist besonders bei einer Treibladung 4 mit extrem hohen Gasdruck geeignet Der Kolben 72 liegt mit seiner Stirnfläche 68 bei hohem axia'en Druck mit geringem spezifischen Flächendruck am Dichtring 40 bzw. Aufnehmer 34 an.

Abgewandelt gegenüber F i g. 1 ist nach F i g. 4 zur Lagerung eines Kunststoff-Abschußrohres 73 für Raketen auf den Aufnehmer 20 ein Dichtungsring 74 mit konischer Außenfläche 75 entsprechend dem konischen Strahlrohr 76 gelagert Eine Hülse 80 besitzt einen entsprechenden Innenkegel 81. Im Abschußrohr 73 liegt eine Raketentreibladung 82 mit Berstplatte 83, ein Rost 84, eine Zündeinrichtung 85 und der zu F i g. 1 beschriebene Dorn 41. Ansonsten entspricht die Vorrichtung der Fig. 1. Das Abschußrohr 73 ist durch die genannten Abwandlungen entsprechend den beim scharfen Schuß auftretenden Bedingungen, wie Gasdruck, prüfbar.

Nach F i g. 5 ist in die Bohrung 31 eine Berstplatte 90 eingespannt. Entsprechend der Anordnung nach F i g. 1 oder 4 können durch verschiedene Berstplatten 90 extreme Gasdrücke in den Rohren 35 oder 73 erzeugt werden. Dadurch sind Berstversuche an den Rohren 35 oder 73 möglich.

Nach F i g. 6 ist der Dorn 41 mit dem Kammergehäuse 2 über an den Flossen 43 vorgesehenen Flossen-Abschnitten 91 und über ein Gewinde 92 verschraubt. Anstatt der Flossen-Abschnitte 91 kann auch ein nicht gezeichneter Gewindering verwendet werden. Die übrigen Merkmale des Domes 41 mit dem Rohr 63 sind aus der F i g. 1 bzw. 3 zu entnehmen.

Das Rohr 35 ist über eine bekannte Gewinde-Spannhülse 93 an den Aufnehmer 20 gepreßt. Das Kammergehäuse 2 besitzt hierzu einen mit Gewinde 94 versehenen Kragen 95.

Die Säulen 15 und die Haltevorrichtungen 9 fallen weg.

Durch die beschriebene Befestigungsart sind das Rohr 35 und der Dorn 41 einseitig (fliegend) eingespannt. Es können dadurch Berst-Versuche am Rohr und auch Strömungsversuche unterhalb der Berst-Grenze veranstaltet werden.

Die Abstandhalter 43, 51 und 72 brauchen nicht einstückig mit dem Dorn 41 verbunden sein. Sie können als extra Teile gefertigt sein und mit dem Dorn durch Ineinanderstecken oder Schrauben verbunden sein.

Die zu prüfenden Rohre unterliegen keiner Beschränkung hinsichtlich ihrer Form und Werkstoffe. Neben dem zu prüfenden glasfaserverstärkten Kunststoffrohr kommt daher auch ein Stahl-Rohr in Frage.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Prüfen von Waffenrohren mit wenigstens einer gasdichten Haltevorrichtung für das zu prüfende Rohr, einer in der Haltevorrichtung vorgesehenen Düse für das Prüfmedium, einem an der Haltevorrichtung befestigten oder durch zwei Haltevorrichtungen axial festgelegten, koaxial im Rohr liegenden und mit dem Rohr einen Ringraum bildenden Dorn, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (41) aus einem zylindrischen Abschnitt (45) und je einem spitz zulaufenden Vorderstück (42) und Hinterstück (50) besteht, daß sein größter Durchmesser (53) zur Bildung eines Ringspaltes (46) für das Prüfmedium geringfügig kleiner ist als der korrespondierende Innendurchmesser (52) des Waffenrohres (35; 73) und daß der Dorn (41) Druckmeß-Bohrungen (60) und eine Bohrung (62) für die Kabel (57,64) von Druckmessern (61) besitzt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (41) zur Rohrachse durch Abstandhalter (43,51; 72) zentriert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn aus zwei ineinander gesteckten Teilen (42 und 44) mit Hohlräumen (Bohrung 62) besteht

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandhalter als am Dorn angeordnete Flossen (43,51) ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter als Kolben (72) mit Bohrungen (71) für das abströmende Gas ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Haltevorrichtung (8) Befestigungsmittel (Gewinde 92, 94, Kragen 95 und Gewindespannhülse 93) zur einseitigen (fliegenden) Befestigung des Rohres und des Domes vorgesehen sind.