DE915063C

DE915063C - Selbsttragende, schraubenlinienfoermig gewickelte Zelle fuer Flugkoerper, wie Raketen u. dgl.

Info

Publication number: DE915063C
Application number: DEV5374A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Mirko Stenzel
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1953-01-22
Filing date: 1953-01-22
Publication date: 1954-07-15

Description

Selbsttragende, schraubenlinienförmig gewickelte Zelle für Flugkörper, wie Raketen u. dgl. Es wurde bereits vorgeschlagen, Hohlkörper, wie Flugzeugrümpfe u. dgl., durch kreuzweises Aufwickeln und Verleimen von Holzstreifen und Leinwandbändern auf einen festen Kern herzustellen, der nach Fertigstellung der Wicklung entfernt wird. Bekannt sind ferner Flugzeugrümpfe, die aus einzelnen Querverbandsringen und einer großen Anzahl Längsleisten bestehen, um die herum ein- oder mehrgängige Spiralen von Bändern aus Stoff oder anderen Materialien gewickelt sind, eventuell unter Zusatz von Leim od. dgl. Dune erstgenannte Bauart ergibt eine selbsttragende Rumpfwand, hat jedoch den Nachteil, daß das Verpassen der kreuzweise gewickelten Holzbänder eine verhältnismäßig zeitraubende und teure Arbeit darstellt. Die zweitgenannte Bauart ist nicht selbsttragend, die aufgewickelten Bänder dienen in der Hauptsache nur als Rumpfverkleidung und können keine Kräfte aufnehmen. Dazu dient das im Innern angebrachte Rumpfgerippe. Der Rumpf wird dadurch verhältnismäßig schwer, und das Rumpfgerippe, insbesondere die einzelnen Querverbandsringe, versperren einen Teil des Rumpfinnenraumes, so daß dieser nur zum Teil ausgenutzt werden kann. Bei beiden Ausführungen ist zudem das verwendete Baumaterial leicht brennbar und daher für Raketenkörper ungeeignet.
Zweck der Erfindung ist die Herstellung einer Zelle, die sich durch sehr leichtes Gewicht, große Widerstandsfähigkeit gegen mechanische, thermische und atmosphärische Einflüsse auszeichnet und die zudem rasch und billig herzustellen ist.
Die Erfindung betrifft eine in bekannter Weise selbsttragende gewickelte Zelle für Flugkörper, wie Raketen u.dgl., die erfindungsgemäß aus Metallprofildraht mit offenem oder geschlossenem Hohlprofil hergestellt ist, bei der ferner die schraubenlinienförmig gewickelten und aneinander anliegenden Windungen durch ein Bindemittel zusammengehalten werden und bei der an der Innen- oder Außenseite ebenfalls durch ein Bindemittel befestigte Längsleisten aus Metall angebracht sind.
Die geschlossenen Hohlprofile weisen gegenüber den offenen den Vorteil einer höheren Verdrehsteifigkeit des Schalenelementes auf, wodurch die Beinfestigkeit des Flugkörpers beträchtlich erhöht wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. I zeigt die Ansicht der gewickelten Zelle; Fg. 2 zeigt einen Teilschnitt quer durch die Zellenwand; Fig.3 bis 8 zeigen Teilschnitte in Längsrichtung durch die Zellenwand mit verschiedenen Querschnittsformen des Profildrahtes.
Als Material für den Profildraht und die Längsleisten wird vorzugsweise eine Leichtmetallegierung verwendet, die den Vorteil hoher Festigkeit bei geringem Gewicht aufweist, und als Bindemittel dient einer der bekannten Klebstoffe für Metalle. Es können aber auch andere Metalle, beispielsweise dünnwandige Stahlblechprofildrähte, als Wickelmaterial verwendet werden, und die Verbindung der einzelnen Windungen sowie die Befestigung der Längsstreifen kann z.B. auch durch Verlöten erfolgen.
Klebe- und Lötverbindungen können nur in beschränktem Maße Zugkräfte übertragen. Solche treten aber bei Biegungsbeanspruchüng der Zellen. in der einen Schalenhälfte auf, während die andere Schalenhälfte Druckbeanspruchungen unterliegt. Zur Entlastung der Klebe- bzw. Lötverbindungen kann es deshalb zweckmäßig sein, die Schale in Achsrichtung dehnbar zu gestalten und die Längskräfte durch die erwähnten Längsleisten aufzunehmen, während die gewickelte Schale nur die Schubkräfte aufnimmt. Die fertige Zelle dieser Ausführung stellt dann einen dehnungsweichen Schubkörper in Verbindung mit starren Längsträgern dar. Die gewickelte Schale kann durch Verwendung von auf der Innen- und Außenseite gewölbten und dadurch senkrecht zur Wicklungsebene, d.h. in Achsrichtung der Zelle, dehnbaren Profilen dehnungsweich gestaltet werden, wie dies beispielsweise das in Fig.4 dargestellte Profil zeigt, das, ausgezogen in Normallage, gestrichelt in gedehntem Zustand gezeichnet ist. Auch die in Fig. 5 und 6 dargestellten Kreisprofile weisen diesle Eigenschaft auf, während die in Fig.3, 7 und 8 dargestellten Profile keine Dehnung in Richtung der Zellenachse zulassen, dafür aber den Vorteil aufweisen, daß sie in gewickeltem Zustand eine glattere Oberfläche ergeben und daß die Klebverbindung der ineinandergreifenden Profile mit den verhältnismäßig großen Klebflächen, insbesondere bei Schubbeanspruchung, eine höhere Festigkeit aufweist als die in Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungen.
Die für diesen Zweck sehr gut geeignete Form nach Fig.3 ist als geschlossenes Profil verhältnismäßig teuer in der Herstellung. Leichter herstellbar sind Drahtprofile nach Fig. 7 und 8, da sie für die Fabrikation als offene Profile zu betrachten sind. Sie weisen in verklebtem Zustand ähnlich gute Festigkeitseigenschaften auf wie das Profil nach Fig.3, denn sie greifen beim Wickelvorgang ebenfalls ineinander und bilden in verklebtem Zustand ein geschlossenes Kastenprofil.
Dias Kreisringprofil nach Fig. 5 sowie das billiger herzustellende offene Kreisringprofil nach Fig. 6 kommen vor allem für das Verlöten mit Weich-oder Hartlot in Betracht.
Zur Herstellung des Wickelkörpers dient ein zusammenklappbarer Haspel bekannter Bauart mit mehreren Längsschienen, die der Form des zu wickelnden Körpers entsprechen. Bei, einer beispielsweise geklebten Ausführung des Wickelkörpers mit innen angebrachten Längsstreifen aus profiliertem Leichtmetall, wie ihn die Fig. I, 2 und 3 darstellen, werden die Längsstreifen I in Fig. I und 2 zweckmäßig vor Beginn des Wickelns auf die Längsschienen des Haspels aufgelegt und auf ihrer Außenseite mit dem Bindemittel bestrichen. Hierauf wird die eingebuchtete Seitenwand des Profildrahtes mit Bindemittel ausgefüllt und der Draht durch Drehen des Haspels aufgewickelt. Durch einen mittels einer Gewindespindel angetriebenen, Führungsschlitten mit Führungsrollen bekannter Bauart wird erreicht, daß das Profil beim Aufwickeln in die gewünschte Lage kommt und jede Windung satt an die vorherige anliegt. Nach beendeter Wicklung wird zweckmäßig die ganze Oberfläche des Körpers mit Bindemittel überstrichen, so daß eine gleichmäßige glatte Deckschicht entsteht.
Da gegenwärtig noch kein Klebemittel für Metalle zur Verfügung steht, das bei Raumtemperatur abbindet und eine genügende Festigkeit sowie Widerstandsfähigkeit gegenüber atmosphärischen Einflüssen aufweist, muß der ganze Wickelkörper durch eine Wanne überdeckt und an einen Heißluftkreislauf angeschlossen werden.
Die Aufheizung kann aber auch auf andere Art, z.B. mittels Hochfrequenzwärme, erfolgen.
Nach dem Trocknen des Bindemittels wird der Haspel zusammengeklappt und aus dem nun selbsttragend gewordenen Wickelkörper entfernt. Die Verwendung eines zusammenklappbaren Haspels ermöglicht die Ausführung des Wickelkörpers in beidseitig verengter Stromlinienform.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Selbsttragende, schraubenlinienförmig gewickelte Zelle für Flugkörper, wie Raketen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß als Wickelmaterial Metallprofildraht mit offenem, oder geschlossenem Hohlprofil verwendet ist, wobei die aneinander anliegenden Windungen durch ein Bindemittel zusammengehalten werden und an der Innen-oder Außenseite ,ebenfalls durch ein Bindemittel befestigte Längsleisten aus Metall' angebracht sind. Zelle nach Anspruch i, :dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- und Innenfläche des gewickelten Profildrahtes eine Wölbung aufweisen, so daß die Zellenhaut dehnungsweich ist und Zug- und Druckkräfte nur durch die starren Längsleisten aufgenommen werden. 3. Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Wickeldrahtes kreisringförmigen Querschnitt aufweist. 4. Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Wickeldrahtes rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweist. 5. Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Wickeldrahtes auf der einen der aneinanderliegenden Seiten eine konkave Wölbung und auf der gegenüberliegenden Seite eine konvexe Wölbung aufweist, derart, daß die Wölbungen von zwei nebeneinanderliegenden Wicklungen ineinandergreifen. 6. Zelle nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Wickeldrahtes offen ist und erst in aufgewickeltem Zustand durch Auftrag des Bindemittels geschlossen wird.