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Vorrichtung zum Feststellen der Dauerschlagfestigkeit von schlagartig
beanspruchten Teilen, insbesondere Schußwaffenteilen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Feststellen der Dauerschlagfestigkeit von schlagartig beanspruchten
Tei-Lein, insbesondere Schußwaffenteilen.
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Es sind bereits Prüfmaschinen für hohe Schwingungszanlen bekanntgeworden,
bei denen die Prüfbeanspruchung dadurch herbeigeführt wird, daß der Prüfling durch
einen in einem Zylinder geführten Kolben in Schwingung versetzt wird, welcher durch
Preßluft angetrieben wird. Die hierdurch ausgeführten Belastungen der Feder haben
einen sinusförmigen Verlauf.
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Bei der Feststellung der Dauerschlagfestigkeit von schlagartig beanspruchten
Teilen, wie beispielsweise von Schußwaffenteilen, müssen aber Schlagbeanspruchungen
hergestellt werden, die Spitzen aufweisen, wie solche insbesonderte bei Waffen beim
Schuß auftreten. Zu diesem Zweck kommen gemäß der Erfindung ein preßluftgetriebener
und auf den zu prüfenden Teil einwirkender Schlagkörper sowie zwei die Schlagkraft
dieses Schlagkörpers nach beiden Seiten abfangende elastische Puffer zur Verwendung,
so daß kurzzeitige und rasch aufeinanderfolgende Energiestöß e von beträchtlicher
Größe auftreten. Das kolbenförmige Schlagorgan ist hierbei, da es die Preßluft selbst
steuert, unabhängig von besonderen Steuerorganen.
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Es i.st n.icht unbedingt notwendig, daß der Schla,körper stets die
gleiche Gesohwindigkeit hat wie die I(ammer. Bei Pufferuntersuchungen genügt es,
wenn die Geschwindigkeit
des Schlagkörpers mit der der Kammer im
AugenNick des Auftreffens auf den Puffer übereinstimmt.
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Ersetzt der Schlagkörper die Kammer, dann ist WIassengleichheit erforderlich.
Dabei wird der zu prüfende Teil in einer geeigneten Vorrichtung angeordnet. Für
den Fall, daß die ganze Waffe geprüft werden soll, wirkt der Schlagkörper mittels
einer durch den Lauf gesteckten Stange auf den Stoßboden der Kammer bzw. deren Verschlußkopf
ein. Die zur Erreichung der richtigen Zeitwegkurve notwendigen Puffer liegen dann
in der Waffe selbst.
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Wichtig ist für die verschiedenen Prüfmöglichlçeiten der Vorrichtung
gemäß der Erfindung, daß erfindungsgemäß durch Verlegung des Auspuftloches der Kolbenhub
verstellt werden kann. Das gleiche gilt für die Füllungs- und Pufferregelung. Der
Schlagkörper ist entweder als Kolben oder als beweglicher Zylinder einer Preßluftkolbenmaschine
ausgebildet. In beiden Fällen kann der Sclilagkörper im Gleichstrom oder im Gegenstrom
arbeiten.
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Die weiteren Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung
der erfindungsgemäß en Prüfvorrichtung, von der einige in den Figuren dargestellt
sind, im einzelnen erwähnt.
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Es zeigen die Fig. I und 2 Querschnitte.einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung bei den beiden Umkehrstellungen des im Gleichstrom
angetriebenen Schlagkörpers, die Fig. 3 und 4 Querschnitte einer Ausführungsform
der Prüfvorrichtung, und zwar ebenfalls bei den beiden Umliehrstellungen des hier
im Gegenstrom angetriebenen Schlag körpers, Fig. 5 eine Ausführungsform der Prüfvorrichtung
mit als beweglicher Zylinder ausgebildetem Schlagliöfper und mit von der Preßluft
entlasteter Steuermuffe, Fig. 6 eine Ausführungsform der Prüfvorrichtung für ganze
Waffen, wobei der Schlagkörper als hohler Kolben ausgebildet ist, der den vom Verschluß
betätigten Steuerschieber umgibt.
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Die Prüfvorrichtung gemäß Fig. I und 2 eignet sich vorteilhaft zum
Prüfen von Waffenfedern, da deren Antrieb dem eines Waffenverschlußstückes vollkommen
nachgebildet ist. Der als einseitig geschlossener hohler Kolben ausgebildete Schlagkörper
I wird durch die zu prüfende Feder p aufwärts bewegt (Fig. I). Die Luft im Zylinder
2 wird verdichtet, sobald die Rolbenoberkante die freien Auspufflöcher 4 abdeckt.
Am Ende des Aufwärtshubes stößt der Kolben I- an den Ventilkegel 6, welcher zusammen
mit der Ventilfeder 7 zugleich als Puffer dient. Alsdann strömt die Preßluft durch
die Öffnungen 3 der Zylinderwand und durch die Einfräsungen I0 der Kolbenoberkante
in den Kolbenhohlraum ein (Fig. 2). Während der Ventilkegel 6 absetzt und die Luftzufuhr
abschneidet, treibt die sich ausdehnende Luft den Kolben wieder abwärts, bis sie
durch die von der Muffe 5 freien Löcher 4 auspuften kann. Hierbei wird die zu prüfende
Federt zusammengedrückt.
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Durch Verschieben oder Verdrehen der Muffe 5 werden wahlweise erfindungsgemäl:
höher oder niedriger liegende Auspuftlöcher freigegeben und der Kolbenhub entsprechend
verstellt. Ordnet man die Auspuftlöcher 4 schraubenförmig an, so ist der Hub stufenlos
regelbar.
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Durch Verdrehen des Schraubenstückes 8 kann erfindungsgemäß die Vorspannung
der Feder 7 geregelt und damit die Füllungsdauer hzw. die Form der Zeitwegkurve
beeinflußt werden.
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Auf das Ventil 6 drückt von oben die Feder 7 und ebenso auf die ganze
Ventilfläche die Preßluft. Um nun beim Anlassen das wegen der noch zu geringen Kolbenenergie
erschwerte Öffnen des Ventils 6 zu erleichtern oder überhaupt erst zu ermöglichen,
sind im Ventilkegel eine Haarbohrung g und in dem den Abschluß des Pufferraumes
bildenden Schraubstück 8 eine Schraube 12 angebracht.
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Nach Losdrehen der Schraube 12 kann die im Pufferraum eingeschlossene
Preßluft durch die Bohrung I3 ins Freie entweichen und eine Entlastung des Ventilkegels
6 herbeiführen, da die durch die Haarbohrung g in das Innere des Ventilkegels 6
neu zuströmende Preßluft stark gedrosselt ist und somit erst allmählich ihren vollen
Wert erreicht.
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Die beschriebene Prüfvorrichtung ist deshalb zum Prüfen von Federn
geeignet, weil die Federn dem Schlagkörper die Energie zum Rückhub abgeben. Es können
aber auch andere Teile geprüft werden, die beim Schlaghub Energie aufspeichern und
durch Abgabe an den Schlagkörper dessen Rüclihub veranlassen. In den Fig. I und
2 ist ein Puffer q angedeutet, der allein oder gemeinsam mit der Feder p den Kolbeiischlagkörper
I nach dem Schlaghub wieder aufwärts schleudert.
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Die Anbringung eines Puffers q dient auch zum Beeinflussen der Zeitwegkurve.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 gestattet auch das selbsttätige
Anlaufen und die Benutzung des Schlagkörpers ohne den Rückschub bewirkende Prüfteile.
Zu diesem Zwecke ist der Schlagkörper als Stufenkolben I ausgebildet und in einem
ebensolche abgesetzten Zylinder 2 geführt. Die bei 3
eintretende
Preßluft drückt auf die als Ringfläche II wirksame Stufe des Kolbens I und treibt
ihn aufwärts (Fig. 3). Die im oberen Zylinder befindliche Luft wird verdichtet,
sobald die nahe der Schlagfläche im Kolben vorgesehene Querbohrung 15, die mittels
der Längsbobrung 14 mit dem oberen Zylinderraum in Verbindung steht, durch die unteren
Zyl inder wandungen abgeschlossen wird. Am Ende des Aufwärtshubes tritt die Bohrung
I5 vor den Einlaß 3, so daß die Preßluft durch die Bohrungen 15 und 14 in den oberen
Zylinderraum eindnngt. Da jetzt die größte Kolbenfläche wirlcsam wird, schnellt
der Kolben entgegen der Ringflächenkraft nach unten, bis die eingeschlossene Preßluft
durch I4, I5 und die offenen Löcher 4 oder unter dem Zylinder ins Freie entweicht.
Die Hubveränderung geschieht auch hier durch Verschieben oder Verdrehen der Muffe
5, um je nach Bedarf die eine oder andere Reihe der Auspufflöcher 4 freizugeben.
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Diese Prüfvorrichtung arbeitet im Gegenstrom, deshalb können der
Pufferhut 6, die Spannschraube 8 und die zwischen beiden eingespannte Pufferfeder
7 in ein besonderes Puffergehäuse I6 eingebaut werden, das mit dem oberen Zylinderende
verschraubt ist.
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Durch Verdrehen des Puffergehäuses I6 gegenüber dem feststehenden
Zylinder 2 wird der Puffer in seiner Höhenlage verstellt und damit,die Zeit verändert,
während welcher Preßluft in den oberen Zylinder fließt. Hiervon sind die Schlagzahl
und Schlagenergie abhängig, so daß durch Einstellung dieser zusammen mit der Verzögerung
oder Beschleunigung des Kolbens durch entsprechendes Spannen der Feder 7 mittels
Spannschraube 8 die gewünschte Zeitwegkurve nachgebildet werden kann.
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Soll der Stufenkolben im Gleichstrom arbeiten, dann kann der Kolben
massiv sein, da die Bohrungen 14 und 15 fortfallen, und der Pufferhut 6 steuert
auf die im ersten Ausführungsbeispiel angegebene Weise den Einlaß der Preßluft in
den oberen Zylinderraum.
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Es sind dann am Zylinder übereinander zwei Preßluftzuleitungen vorzusehen,
deren gegenseitiger Abstand nach dem größten Hub zu bemessen ist.
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Eine andere Art der Steuerung ist die in Fig. 5 dargestellte Muffenausführung.
Hierhei gleitet der Schlagkörper als Zylinder 1 auf dem Führungsrohr 2, das als
feststehendes Gehäuse ausgebildet ist. Der Schlagkörper 1 wird so von allen Seiten
zugängig. Er hebt am Ende des Aufwärtshubes den Schieber 6 an, der in Anpassung
an den zylindrischen Schlagkörp er ebenfalls zylindrisch, und zwar etwa muffenförmig,
ausgeführt ist, und öffnet den Preßlufteinlaß 3 des Führungsrolires 2.
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Da die Steuermuffe 6 druckentlastet ist, hängt die Öffnungsenergie
nur von der Pufferfeder 7 ab. Im übrigen ist die Arbeitsweise die gleiche wie bei
der Ausführungsform nach den Fig. I und 2. Die Auspufföffnungen 4 werden durch eine
innerhalb des Führungsrohres 2 verstellbare Muffe 5 geregelt.
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Um ganze Waffen prüfen zu können, wird der Schlagkörper stangenförmig
verlängert.
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Die Stange wird durch den Lauf geführt, bis sie sich auf den Stoßboden
des Verschlusses aufsetzt. Dabei ist es gleichgültig, ob es sich um Waffen mit Massenverscbfuß
oder um verriegelte Waffen auch mit Schleuderung handelt. Eine derartige Prüfvorrichtung
ist in Fig. 6 gezeigt, die infolge der besonderen Steuerung der Preßluftzuführung
große Leistungen vollbringt und daher zur Prüfung ganzer Waffen größeren Kalibers
befähigt ist.
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Der Steuerschieber 6, der auch hier mit Druckentlastung arbeitet,
ist bis zum Stoßboden des Verschlusses stangenförmig verlängert, auf dem er mit
einem verdickten Ende aufruht. Das verdickte Ende wird wie der Rand einer Patrone
von der mit dem Verschluß r zurückgehenden Auszieherkralle erfaßt, bis es der Ausstoßer
freigibt. Damit ist das Ausziehen, Auswerfen und Zuführen einer Patrone nachgeahmt.
In der kurz vor Abgabe eines Schusses gezeichneten vorgeschobenen Lage des Steuerschiebers
6 verbindet dieser den Preßluftzuführungskanal 3 mit dem Arbeitsraum des Zylinders
2, der fest, aber möglichst einstellbar mit der Lafette verbunden ist. Der in diesem
Zylinder 2 bewegliche Kolben I drückt auf das verdickte Ende der Steuerschieberstange
6 und treibt so die Waffenteile r bis zum Schleudern mit der richtigen Geschwindigkeit
zurück. Zur Zeit des Schleuderus ist der Kanal 3 bereits abgeschlossen, und bis
zum Auspuff der eingeschlessenen Preßluft durch die Löcher 4 vergeht eine kurze
Zeit, die die übliche Gas nach wirkung ausreichend nachahmt. Die beim Stoßen gespannte
Feder p oder die statt ihrer vorgesehene und von der Preßluft belastete Rückführungsfläche
drückt denKolben wieder in die Ausgangsstellung zurück.
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Es sei angenommen, eine Waffe nehme mit 20 kg rücklaufender Masse
und 14 kglsec Trägheitsmoment eine Energie von ungefähr 49 mit auf einer Wegstrecke
von 3 cm auf.
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Um dieser Waffe dieselbe Energie durch Preßluft aufzuzwingen, braucht
man eine mittlere Kraft von I,63 t über 3 cm. Bei 7 atü würde das einen Kolbendurchmesser
von etwa I75 mm bei Vollfüllung erfordern, damit das System im Augenblick des Schleuderus
dieselbe Geschwindigkeit wie beim Schuß hat.
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Wird der Systemrücklauf größer, so verringert sich entsprechend der
Kolbendurchmesser.
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Es werden somit mit allen beschriebenen und gezeigten Ausffflrungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung die ganze Waffe oder hochbeanspruchte Einzelteile
derselben, wie Federn, Puffer u. dgl., auf Dauer festigkeit und Verschleiß ohne
Munition beschossen.