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Rohrrücklaufgeschütz Wenn ein auf zwei Stützen ruhender Träger beispielsweise
in der Mitte durch eine Kraft P belastet wird, die allmählich von O bis ,auf ihren
Endwert P1 ansteigt, so erfährt er, ohne in Schwingungen zu geraten, eine bestimmte
Durchbiegimg f, die man als statische Durchbiegung zu bezeichnen pflegt. Die Kraft
P hat in diesem Falle die Ar-,eit 1/2 P, # f geleistet, und diese Arbeit ist gerade
durch die der Durchbiegung f entsprechende Förmänderungsarbeit aufgezehrt worden,
so da.ß der Träger, wenn er die Durchbiegung f erreicht hat, in Ruhe bleibt. Wächst
die Kraft P nicht allmählich auf ihren Endwert P1 an, sondern hat sie von vornherein
den WertPi, so leistet sie auf dem Wege f die doppelt .so große Arbeit P1 f. Die
nur von der Durchbiegung abhängige und verhältnisgleich mit dieser wachsende Förmänderungs.arbeit
hat ebenso wie vorher. erst den Wert 1/2P,/ erreicht. Die von der Kraft Pi geleistete
Arbeit ist also erst zur Hälfte aufgezehrt. Der Träger schwingt daher über die Gleichgewichtslage
hinaus, und zwar so weit, bis die Formänderungsarbeit gleich der von der Kraft P1
geleisteten Arbeit geworden ist, was der Fall ist, wenn die Durchbiegung den Wert
2 f erreicht hat. Diese für die Beanspruchung des Trägers maßgebende größte Durchbiegung,
die man als dynamische Durchbiegung zu bezeichnen pflegt, ist also doppelt so groß
wie die statische Durchbiegung f, d. h. ebenso groß wie die der doppelten. Belastung
entsprechende statische Durchbiegung. Der Festigkeitsrechnung, die immer unter der
Annahme eines Gleichgewichtszustandes erfolgt, ist also eine Belastung von der Größe
2P,. zugrunde zu legen, d. h; der Träger und seine Auflager sind für die Belastung
2 P1 zu bemessen.
Die Erfindung bezweckt, für Rohrrücklaufgeschütze,
deren Lafette durch die beim Rücklauf des Rohres auftretende Bremskraft dynamisch
belastet wird, eine Anordnung zu schaffen, die ermöglicht, daß die Lafette, ohne
daß ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber der Beanspruchung beim Schuß verringert
wird, wesentlich leichter ausgeführt werden kann als bisher. Dieser Zweck wird der
Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß einem zur Abstützung der Schildzapfenlager
dienenden, durch die Bremskraft beanspruchten Teil eine Vorspannung erteilt ist,
die an ihm eine im gleichen Sinne wie die durch die Bremskraft erzeugte Belastung
wirkende Formänderung hervorruft.
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Es ist bereits bekannt, einer Feder, die bei beschränktem Hub eine
möglichst große Kraftwirkung ausüben soll, eine Vorspannung zu geben, die eine im
gleichen Sinne wie die Belastung wirkende Formänderung hervorruft. Es ist ferner
bei Schraubenverbindungen mit einem durch eine Zugkraft zu belastenden Schraubenbolzen
bekannt, dem Schraubenbolzen zwecks Verhinderung einer Lockerung der Schraubenverbindung
eine Vorspannung zu geben, die eine im gleichen Sinne wie die Belastung wirkende
Formänderung des Bolzens, nämlich eine Längung, hervorruft. Weiter ist es bei Ventilatoranlagen,
bei denen die zum Antrieb des Ventilators dienende Wellenleitung eine federnde Kupplung
enthält, bereits bekannt, den Federn der Kupplung zur Verhütung des Auftretens unzulässiger
Resonanzschwingungen eine Vorspannung zu geben, die eine im gleichen Sinne wie das
zu übertragende Drehmoment wirkende Formänderung hervorruft. Es war aber noch nicht
bekannt, die Vorspannung wie beim Gegenstand der Erfindung dazu auszunutzen, eine
Anordnung zu schaffen, die ermöglicht, daß ein Bauteil ohne Verringerung seiner
Widerstandsfähigkeit gegenüber der Belastung wesentlich leichter ausgeführt werden
kann.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert,
bei denen angenommen ist, daß auf dem Träger ein Rohrrücklaufgeschütz gelagert ist
und die lotrechte Seitenkraft der in der Schildzapfenachse angreifenden und in Richtung
der S:eelenächse des Geschützrohres wirkenden Bremskraft die den Träger belastende
Kraft P bildet. In beiden Fällen ist angenommen, daß die KraftP vom .ersten Augenblick
an ihren Höchstwert P, hat.
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Abb. i zeigt in einer Seitenansicht das erste Ausführungsbeispiel
der den Gegenstand der Erfindung bildenden Anordnung und Abb.2 in entsprechender
Darstellung das zweite Ausführungsbeispiel. Im folgenden ist zunächst das erste
Ausführungsbeispiel beschrieben. i bezeichnet den an seinen beiden Enden auf je
einem Auflager 2 und 3 ruhenden Träger, auf dem in der Mitte die mit den Schildzapfenlagern
.l versehene Lafette 5 des Geschützes gelagert ist. Unterhalb der Schildzapfenlager
ist für den Träger i ein besonderes federndes Auflag-er vorgesehen. Dieses besteht
aus einer Schraubenfeder 6, einer auf der Bettung 7 befestigten Stützplatte 8 für
die Schraubenfeder, einer Kopfplatte 9 und einer aus einem Schraubenbolzen io nebst
zugehöriger Mutter bestehenden Spannvorrichtung, mittels deren der Feder eine passende
Vorspannung V erteilt ist. Wenn der Träger i, dessen Eigengewicht unberücksichtigt
bleiben kann, unbelastet ist, liegt er ohne Flächenpressung auf der Kopfplatte 9
auf, die hierbei mit der Kraft V gegen den Kopf des Schraubenbolzens io gepreßt
wird.
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Ist die Belastung P1 kleiner oder höchstens gleich der Vorspannung
V, so bleibt die Kopfplatte 9 in ihrer höchsten Lage, so daß der Träger i keine
Durchbiegung erfahren kann; es ändert sich hierbei lediglich die Flächenpressung,
mit der die Platte 9 am Kopf des Schraubenbolzens io anliegt, und zwar kann die
Flächenpressung bis zu Null abnehmen. Der Träger i erfährt hierbei keine Durchbiegung
und kann daher keine zusätzliche dynamische Beanspruchung ,erfahren. Dieser Fall
liegt nicht etwa auch bei dem gewöhnlichen Träger .auf drei Stützen vor. Bei einem
solchen Träger ist zwar das mittlere Lager, wenn auch in geringem. Maße, ebenfalls
federnd nachgiebig, es bat aber keine Vorspannung und ist daher der unverminderten
dynamischen Beanspruchung unterworfen.
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Ist P1 größer ,als V, so biegt sich der Träger durch. Seine statische
Durchbiegung ist jetzt aber nicht mehr durch die Kraft P1, sondern durch die wesentlich
kleinere Kraft PI-V bestimmt und ist daher entsprechend kleiner. Das gleiche gilt
für die doppelt so große dynamische Durchbiegung. Auch diese kann, wenn V hinreichend
groß gewählt wird, noch genügend klein gehalten werden.
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Der zuerst geschilderte Fall, in dem die dynamische Beanspruchung
vollständig vermieden ist und die Kraft P1 nur durch das mittlere Auflager auf die
Bettung 7 übertragen wird, ist dann zu empfehlen, wenn die Bettung unterhalb dieses
Auflagers so widerstandsfähig ist, daß sie die ganze Kraft P" ohne nachzugeben,
aufnehmen kann. Ist dies nicht der Fall, so ist es richtiger, die Bettung nicht
nur unter dem mittleren Auflager, sondern auch unter den Auflagern 2 und 3 zu belasten,
und zwar am besten so, daß die spezifische Belastung der Bettung unter allen
drei
Auflagern mindestens angenähert gleich groß ist. Eine solche Verteilung der Belastung
läßt sich durch entsprechende Bemessung der Vorspannung V der Feder 6 ohne weiteres
erzielen; sie bietet den Vorteil, daß die Betteng bei etwaiger Überlastung an allen
drei Punkten gleichmäßig nachgibt, wodurch dem Auftreten von Überbeanspruchungen
im Träger i vorgebeugt ist. Hat die Betteng unter den einzelnen Auflagern ungleichförmige
Tragfähigkeit, so wird die Belastung zweckmäßig entsprechend verschieden verteilt.
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Die Schraubenfeder 6 könnte auch durch eine Reibungsfeder (Ringfeder)
ersetzt sein. Dies würde in dem Falle, daß eine Zus.ammendrückung der Feder erfolgt,
den Vorteil haben, daß die am Ende des Bremsvorganges ,auftretende Rückstoßkraft,
die den Träger i wieder in die Höhe wirft und ein Springen des Geschützes zu erzeugen
sucht, bei der Reibungsfeder nur einen Bruchteil der während des Bremsvorganges
wirksamen Federkraft bildet. Die Reibungsfeder bietet auch noch den weiteren Vorteil,
daß die Schwingungen des Trägers sehr rasch gedämpft werden.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsheispiel wird der durch die Last
beanspruchte Teil, dem eine Vorspannung erteilt wird, durch ein zusätzliches, federnd
ausgebildetes Auflager 6, 8, 9 für den Träger gebildet. Die Vor, spanneng kann aber
auch dem Träger selbst erteilt werden. In diesem bei dem Ausführungsbeispiel nach
Abb.2 vorliegenden Falle fällt das. zusätzliche federnde Auflager weg. Zur Erzeugung
der Vorspannung dient hier eine Spannvorrichtung mit einem in der Betteng 7 verankerten
Schraubenbolzen i i und einer ,auf einem Quersteg 12 des Trägers i aufruhenden Schraubenmutter.
Mittels dieser Spannvorrichtung wird dem Träger i eine Durchbiegung f erteilt, die
mindestens gleich der Durchbiegung ist, die die Höchstlast P1 an dem noch nicht
durchgebogenen Träger bei statischer Belastung hervorbringen würde. Der Träger i
kann dann bei plötzlicher Belastung durch die Kraft P1 eb.ensowenig in Schwingungen
geraten, wie es bei dem ersten Ausführungsbeispiel. der Fall ist, wenn die Belastung
P, kleiner ist als die Vorspannung V. Seine `Beanspruchung bleibt daher auf den
durch die Durchbiegung f bestimmten Betrag beschränkt.
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Für die Erzielung der Vorspannung ist es nicht wesentlich, daß die
Spannvorrichtung i i, 12 gerade zwischen die Betteng und den Träger eingeschaltet
ist, sondern der Träger könnte auch beispielsweise mittels passend angeordneter-
einstellbarer Zug- oder Druckstäbe in sich vorgespannt sein.