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A4 (V2) Raketenfertigung in Friedrichshafen

1942-45

 

 

Das Mittelteil des A4 (V2)

 

 

Das Mittelteil dient zur Aufnahme und Befestigung der Treibstoff-Behälter. Die Gerippekonstruktion übernimmt die Aufnahme der Schubkräfte. Gleichzeitig gibt die Verschalung dem Geräterumpf die erforderliche aerodynamische Verkleidung.

 

Bei den heutige Flüssigkeitsraketen bildet der Tank und der Rumpfkörper eine Einheit, derartige Konstruktionen waren damals denkbar aber mangels Erfahrung und passende Werkstoffe kaum zu realisieren. Mann knüpfte bei erprobten Techniken aus dem Flugzeugbau an und verwendete die vor Jahren von Dornier weitgehend entwickelten Schalenbauweise an.   

 

Auszug aus der Gerätebeschreibung von 1.2.1945:

 

131 Äußerer Aufbau

Das Mittelteil besteht aus zwei Halbschalen die durch je zwei Trennholme mit Sechskantschrauben verbunden sind.  Am oberen und unteren Ende der Mittelteilverschalung befinde sich ein Trennspant zur Befestigung der Geräteraumspitze und des Hecks. Aus Gründen der Flugfestigkeit ist der obere Teil des Mittelteils durch Überlage einer zweiten Blechhaut verstärkt. Diese Blechhaut ist zwischen dem unteren Trennspant des Geräteraumes und dem oberen Trennspant des Mittelteils befestigt. Die Hauptelemente der Halbschalen sind :

 

a)      Die Beplankung .Es sind Bänder (Bahnen) aus Stahlblech, die im Bereich der Holme überlappt und miteinander punktgeschweißt sind.

b)      Das Gerippe (Abb. 11). Jede Halbschale besteht aus einer vorderen und hinteren Trennspanthälfte und den bei stehendem Mittelteil horizontallaufenden Spantsegmenten sowie den vertikallaufenden Holmen und Stringern. Die Trennspanthälften sind halbringförmige Winkelprofile. Sie sind an der

    Haut durch Punktschweißung befestigt. Sie besitzen Bohrungen, oben zur Befestigung   

    des Geräteraumes, unten zur Befestigung des Gerüstrings und des  Hecks .

Die Holme sind der Länge nach durchlaufende Profile, die der Längsversteifung des Gerippes dienen. Sie sind an den Trennspanten und an der Haut durch Punktschweißung befestigt, darüber hinaus zur besseren Versteifung der Trennspanten an diesen mit aufgepunkteten (punktgeschweißten) Winkelstücken befestigt. Die Stringer sind ebenfalls der Länge nach durchlaufende Profile, jedoch schmaler und Halbkreisförmig (während die Holme einen U-förmigen Querschnitt besitzen),die wie die Holme an der Haut , durch Punktschweißung befestigt sind. Die Trennholme bilden den Abschluss der linken und rechten Seite jeder Schale und sind an der Haut durch Punktschweißung, an den Spantsegmenten durch Nieten befestigt. Mit den Trennspanten sind sie durch ein besonderes Gussstück, das mit dem Trennspant sowie dem Trennholm vernietet ist, verbunden. Die Spantsegmente laufen rechtwinklig zu den Holmen und Stringern und dienen der Querversteifung des Gerippes. Im Bereich der Stringer sind sie ausgeschnitten und über diese hinweggeführt. Mit den Holmen sind sie durch Knotenbleche und untereinander durch Brücken punktgeschweißt verbunden, so das sie einen festen Ring bilden. Die Entlüftungsklappen. Es sind in einer Schalenhälfte zwei Entlüftungsklappen vorgesehen, um einen Druckausgleich gegen den Außendruck während des Fluges zu erzielen. Diesen gegenüber sind in der anderen Schalenhälfte zwei Ladeklappen angebracht.

 

c)      Die Spaltverkleidung. Sie deckt den Zwischenraum zwischen den Trennholmen ab. Sie bestehen aus einer 110 mm breiten Metallbahn, die über den Spalt gelegt und verschraubt wird.

 

Das Mittelteil hat eine Länge von 6176 mm, einen vorderen Durchmesser von 1384,6 mm und einen hinteren Durchmesser von 1650 mm.

 

 

Abb. 20.

Bei der Fa. Zeppelin wurde ca. 50 % , ca. 2800  A4 (V2) Mittelteile, verteilt auf diverse Fertigungsauslagerungsorten gefertigt und an das Mittelwerk bei Nordhausen geliefert.

 

 

Abb. 21. Mittelteil eines A4 ( V2 ) die zur Restaurierung vorbereitet wird.

( Informationen über das A4, Geschichte, Restaurierungsprojekte, u.s.w weltweit, erhält man hier : www.v2rocket.com )

 

 

 

 

 Abb. 22. Halbschale eines A4  (V2) während einer Restauration ( Bild : V2Rocket.com)

 

Nach dem Ende des zweiten Weltkrieges waren an vielen Orten des Deutschen Reiches und den besetzten Gebieten kleinere und größere Zulieferbetriebe für die Fertigung . In den Einsatzgebieten fanden sich Lager an denen komplette A4 Raketen gelagert wurden. Viele der abgeschossenen Raketen hinterließen nach ihrem Einschlag kleine, aber auch größere Trümmerstücke. Heute ist es keine Seltenheit mehr, Brennkammern als Mahnmale zu finden . Dort wo man nach dem Krieg solche Teile vorfand, wurden sie oft einem neuen Zweck zugeführt. Aus den Mittelteilen wurden Silos und die Tanks fanden eine Verwendung als Milch oder Wassertanks.

Seit einigen Jahren wird auch gezielt nach Resten von A4 Raketen in den Bereichen der Fertigungsverlagerung und den Abschussplätzen gesucht.

In den neunziger Jahren wurden in Saulgau etliche Halbschalen gefunden, in Österreich ganze Lager mit unzähligen Tanks die leider größtenteils verschrottet wurden.

 

Seit der Auflösung der DDR und dem Ende des kalten Krieges wurde es möglich  

 

Im Einzugsbereich der untertage Verlagerung des Kohnsteins tauchen heute noch Teile auf, die nach dem Krieg oder während der DDR zeit , insbesondere kurz nach der Auflösung der DDR aus dem Kohnstein entnommen wurden bevor dieser verschlossen wurde.

 

  

 

Mittelteil- Spanten, Auflagebock im Mittelwerk. Die Bilder entstanden in den 90er  Jahren.

 

 

 

Habschale im Mittelwerk

 

 

Sehr fiele sich in Umlauf befindenden Teile stammen auch aus Peenemünde. Der Markt mit dem Handel von A4 Raketenteile ist inzwischen so groß, dass man durchaus jeden Monat eine vierstelligen Betrag allein beim größten Online Auktionshaus in Deutschland ausgeben könnte. Das größte dokumentierte Teil das bei ebay versteigert wurde, war der untere Teil einer A4 Brennkammer die aus der Ostsee geborgen wurde. Insgesamt konnte ich biss heute so viele Fundstücke dokumentieren , das sich damit weitgehend ein Komplettes A4 zusammen bauen ließe !

 

   

 

 

 

Abb. 23a. Einzelner Rumpf-Spant und Stringerfragment                  Abb. 23b Teil eines Trennspant einer Halbschale

 

( Sammlung : V2Werk-Oberraderach.de )

 

 

 

Viele Peenemünder kennen ihre Umgebung besser als man es vermuten könnte. Hat man das Glück einen zu kennen, wird man bei Gelegenheit auch zu den Orten geführt an denen nach dem Krieg unzählige Raketen mit Schweißbrenner zerschnitten wurden und die zwischenzeitlich zu kleinen rostigen Fragmente zerfallenen Reste  heute noch den Boden der Kiefernwälder bedecken. Ab und zu findet man auch noch größere Teile wie dieses im Jahr 2008 entstandene Foto zeigt.

Dieses ca. 1 qm großes Teil einer Halbschale wurde zwischenzeitlich von dort entwendet und dürfte sich in einer Privaten Sammlung befinden . 

 

 

Abb. 24.

A-    und B- Stoff Behälter ( Treibstofftanks ) wie sie im A4 angeordnet sind . Es handelt sich dabei um Fundstücke aus Österreich (Bild : Ausstellung, Tirospace, Tirol)

 

 

Entwicklung und Bau der Treibstoffbehälter

 

Am 21.3.1940 brannte auf dem Prüfstand 1 für rund 60 Sekunden der erste 25 t Ofen für das A4, damit war die Voraussetzung für den Bau einer Ersten Rakete gegeben ! Nun begann man ernsthaft aus den bisherigen Erfahrungen die man mit Flüssigen Sauerstoff machen konnte, eine Treibstoffbehälter zu entwickeln . Das es mit der Anfertigung eines Einfachen Tankes aus Aluminium nicht getan ist erwies sich spätestens mit der Umstellung des Prototyps auf eine erste Serien-Rakete. Bereits aus den Anfängen der Raketenentwicklung wusste man das der Einsatz Flüssigen Sauerstoffs besondere Anforderungen an des Material stellt, so ist zum einen die Oxidationseigenschaft reinem Sauerstoff ähnlich aggressiv wie Säure und zum andern ändern die niedrigen Temperaturen von – 183 °C die Mechanischen Eigenschaften der eingesetzten Materialien erheblich ! Da damals nur Aluminium den Gewichtsanforderungen, Physikalischen Ansprüchen genügte plante man für das erste den Einsatz dieses Materials, später wollte man auf Dünnwandigen Edelstahl oder Kunststoff umsteigen. Die ersten 10 Versuchsmuster des A4 wurden noch zum größten Teil im Entwicklungswerk in Peenemünde gefertigt, und waren um einiges schwerer als die Versuchsmuster der Null-Serie . Nicht nur das der Aufbau im innern der Rakete sehr improvisiert war, auch die Tanks waren sehr robust aus dickem material gefertigt. Ab dem Versuchsmuster V 11 ( Null-Serie) sollten gewichtsreduzierte Tanks zum Einsatz kommen. Allerdings stieß man dabei auf einige Probleme so das man erst die Tanks Umkonstruieren musste , bevor man dise in die Raketen einbauen konnte.

 

  

 

Zerstörter Treibstofftank nach einem Fehlstart , Peenemünde 1943 / Tankfertigung die Zeppelin 1942-43 ( Druckbank , Schweißerei )

 

Auszug aus der Arbeitsgruppenbesprechung der

 

Arbeitsgruppe III Triebwerk vom 28.07.1942. :

 

Treibstoffbehälter.

 

a)      Entwicklungsstand :

 

Bei den bisherigen Geräten sind nur starkwandige Treibstoffbehälter zur Verwendung gekommen. Bei den dünnwandigen Treibstoffbehältern,  die aus Gewichtserleichterungsgründen erforderlich sind, sind neuerdings durch Ausreißen der Befestigungshalterung nochmals größere Pannen vorgekommen, so dass statische Durchrechnungen und Um Konstruktion erforderlich ist.

 

b)      Nullserie :

 

An Aufträgen sind erteilt :

 

Fa. Luftschiffbau Zeppelin: 150 Satz Br- und O²-Behälter.

Auftrags-Nr. für Br-Behälter:

Wa Prüf 11 Va 048-599/41 vom 7.1.42

Wa Prüf 11 Va 330-0009/42 vom 26.2.42

 

Auftrags-Nr. für O²- Behälter:

Wa Prüf 11 Va 042-5098/41 vom 7.1.42

Wa Prüf 11 Va 330-0010/42 vom 26.5.42

 

Fa.Kock, Lübeck: 10 Satz als Probebehälter.

Auftrags- Nr.048-5145/41 vom 13.3.42.

 

Vorgesehen:  Aufstockung bei Fa.Kock: 160 Satz

                                              ``  LZ      300 Satz.

Material ist für 400 Behälter bestellt und teilweise geliefert.

Material für weitere 250 Behälter wird laufend aufgegeben.

Aufträge sind derzeit gestoppt, bis Neukonstruktion und Erprobung vorliegt. Wieweit die derzeitige Konstruktionsänderung eine Verzögerung der Nullserienausbringung der Baureihe A bringt, ist noch nicht zu übersehen. Vorrichtungen und Werkzeuge bei den Firmen befinden sich in Arbeit.

 

Anhand erhaltener Tanks und Tank-Teile ist heute noch nachzuvollziehen wie man versuchte die Halterungen aufzuschweißen, dann erst auf ein verstärkungsbleich zu nieten das wiederum Punktgeschweißt am Tank befestigt wurde, bis letztlich Halterung und Verstärkungsblech gänzlich auf den Tank genietet wurde. Versuche die Tanks in alternativen Materialien zu fertigen Scheiterden. Ledentlich am Ende des Krieges wurden bei zwei Versuchsstarts des A4b noch Alkoholtanks aus Mipolam getestet. Was letztlich an Tanks zum Einsatz kam wird hier in einem Auszug der Gerätebeschreibung vom 1.2.1945 dargestellt. 

 

Auszug aus der Gerätebeschreibung von 1.2.1945:

 

132 Der B-Behälter

 

Der B-Behälter dient zur Aufnahme des B-Stoffes. Er befindet sich in der oberen Hälfte des Mittelteiles und ist durch seine schwach konische Form von dem etwa gleich großen A-Behälter leicht zu unterscheiden Sein Rauminhalt beträgt 4,6 m³. Es können insgesamt 3800 kg B-Stoff getankt werden. Der höchste Betriebsdruck des Behälters bei Berücksichtigung der Zusatzbelüftung beträgt ca. 1,2 atü Der Werkstoff ist eine Legierung von Aluminium und Magnesium (Al-Mg) und trägt die Bezeichnung Al-Mg 35. Die Bestandteile des Behälters sind:

a) Behälterschuss

  b)  oberer Behälterboden

c) unterer Behälterboden.

a)      Der Behälterschuss (der konische bzw. zylindrische Teil des Behälters) besteht aus Mantelblech von 1,2 ,mm Stärke mit vier eingesetzten Z-Profilringen die zur Versteifung des Mantels dienen. Am oberen Teil des Behälters sitzen vier Aufhängebeschläge zur Lastaufnahme sowie oben und unten je zwei Führungs- Beschläge zur Führung des Behälters im Mittelteil.

 

 

  

Abb. 25a/ 25b/ 26. Links: Halterung vom Trennspant zum Aufhängebeschlag des Tank,  Bild in der Mitte , rechts : Führungsbeschlag

( Sammlung : V2Werk-Oberraderach.de )

 

 

 

 

b)  Der obere Boden ist aus einem Stück gepresster Korbboden von 1,2 mm Wandstärke. In den oberen Boden sind eingeschweißt.

1.   Das Mannloch zum Reinigen des Behälters und zum Einbau des B-Vor­ventils  Es wird mittels des Mannlochdeckels verschraub.

2.   Der Stutzen für den Staudruckanschluss zum Einfuhren der Staudruckluft in den Behälter.

3.   Der Stutzen für den Füllungsbegrenzter. Durch Schwimmer der Kontakte betätigt, wird das Erreichen der vorgeschriebenen Tankmenge angezeigt.

4.   Der Betankungsanschluss. Der Behälter wird von oben her getankt. Am Betankungsrohr sitzt die Steuerventilanordnung, die mit Hilfe des Steuerdruckes das öffnen des Stau- und B-Vorventils steuert.

5.   Der Messstutzen NW 4 zum eventuellen Einsetzen von Messgeräten.

c)  Der untere Boden ist ebenfalls ein aus einem Stück gepresster Korbboden,

jedoch mit 2 mm Wandstärke.  Er enthält:

1.   Einen Stutzen für das B-Vorventil.

2. Einen Entleerungsstutzen zum Enttanken des B-Stoffes.

3.   Einen Messstutzen NW 4

 

133 Der A-Behälter

 

Der A-Behälter dient zur Aufnahme des A-Stoffes. Er befindet sich direkt unterhalb des B-Behälters und besitzt einen zylindrischen Behälterschuss mit korbbodenförmig gepresstem oberen und unteren Boden. Er besteht eben­falls aus Al-Mg 35, hat aber eine in allen seinen Teilen gleiche Wandstärke von 2 mm. Sein Rauminhalt beträgt 4,61 m³. Bis zum Überlauf können 4,3 m³= 4900 kg A-Stoff getankt werden  Die darüber hinaus getankte Flüssigkeits­menge fließt durch das Belüftungsrohr über den Entlüfter ab.  Der höchste Betriebsdruck des Behälters beträgt 2,3 atü, der Probedruck am Boden des Behälters 2,6 atü.

a) Der Behälterschuss besteht aus 2 mm starkem Mantelblech mit sechs Z- Profilringen versteift, vier Abstützbeschlägen und vier Führungsbeschlägen

b) Der obere Boden (2 mm Wandstärke) enthält:

1.  Das Mannloch.

2.  Den Stutzen für den Füllungsbegrenzter. der das Ereichen einer bestimmter  Füllungshöhe durch einen elektrischen Kontakt anzeigt.

3.  Den Messstutzen NW 4.

c)  Der untere Boden (2 mm Wandstärke) enthält:

1.  Den Entnahmestutzen mit dem Betankungs- und Nachtankanschluss. A-Behälter wird von unten getankt.

2.  Den Stutzen für die Behälterstandsonde. die den zeitlichen Verlauf des Behälterstandes für die Verbrauchsrechnung bestimmt.

3.  Den Stutzen für den Restmelder .

4.  Stutzen für Messanschluss NW 4.

5. Stutzen für Belüftungsrohr.

d) Das Ankerrohr ist ein mit dem oberen und unteren Boden verschweißtes Rohr, das durch den A-Behälter durchläuft und der Aufnahme der Brennstoffleitung aus B- Behälter dient. Da diese selbst mit einer Isolierung versehen ist, wird der B-Stoff bei seiner Durchführung durch den A-Behälter hinreichend gegen den A-Stoff geschützt.

e)   Das Belüftungsrohr dient der Zufuhr von Stickstoff oder (während des Fluges s.206) von gasförmigem A- Stoff in den A- Behälter, um ihn unter Vordruck zu setzen. Dieser Vordruck soll eine zu starke Vergasung des A-Stoffes in den Zuleitungen zur Pumpe und im Behälter verhindern. Das Belüftungsrohr besitzt einen Anschluss für die P-Stoffzufuhr, einen Anschluss für die Zufuhr von warmem A-Stoffgas (vom Wärmetauscher) sowie einen Anschluss für den A-Entlüfter.

 

 

 

Herstellung der A4 Treibstofftanks

 

Sauerstoff und Alkoholtank waren röhrenförmige Behälter, die aus zwei b.z.w. drei Bahnen Aluminiumblech die  konisch oder Zylindrisch zusammengeschweißt wurden und durch gewölbte Deckel ( Böden ) abgeschlossen waren. Die Herstellung der Tankböden wurde durch ein bereist sehr altes Verfahren durchgeführt, hierzu wird auf einer Maschine die starke Ähnlichkeit mit einer Drehbank hat, an Stelle des Backenfutters in dem das zu bearbeitende Werkstück eingespannt wird, eine Schablone angebracht . Diese Schablone ist das Negativ des Teiles das gefertigt werden sollte. Diese Schablone wird bei Einzelanfertigungen aus Buche auf einer  ( Dreh )  Drechselbank hergestellt, bei größeren Serien verwendet man aber Schablonen aus Stahl. An Stelle des Reitstocks bei einer Drehbank, befindet sich an einer „Druckbank“ eine Pressvorrichtung mit deren der Rohling, eine Blechscheiben (Ronden) zentriert auf die Schablone gepresst ( fixiert ) wird . Die Umformung des Rohlings erfolgt nun so, das an Stelle des Längs- und Quersupport in dem bei einer Drehbank ein Werkzeug zur Spanabhebung angebracht ist, eine Rolle befindet die gegen des sich in Rotation befindliche Blech des Rohlings geführt wird und das Blech dabei auf die Schablone drückt. Auf diese weise wird das Blech des Rohlings über die Schablone gezogen, so das dieser die Form der Schablone annimmt .

 

Abb. 27. ( Entnommen aus : Fachkunde für metallverarbeitende Berufe , Verlag Willing & Co, Wuppertal-Barmen 1949 )

 

Bei Bleche wie die, die bei der A4 Tankbodenherstellung verwendeten wurden, die aus einer Al Mg 35 Legierung bestehenden bedarf es meist mehrerer Arbeitsgänge und Schablonen. Radien die im Querschnitt 24 cm erreichen, können durch die starke Umformung zu einer hohen Verhärtung des Werkstoffes führen was dann Rissbildung zur Folge hat ! Solche Teile müssen nach einem Arbeitsgang in einem Ofen geglüht werden bevor sie weiter umgeformt werden konnten! Die Böden der A4 Tanks erreichten erst nach viermaligen glühen und Umformens die endgültige Form. Bei der Firma Zeppelin hatte man bereits einige Erfahrung in der Umformung von Aluminiumlegierungen durch die Herstellung sehr leichter Treibstoff und Gastanks für die Zeppeline.

 

 

 

Hersteller und Zulieferer der Treibstofftanks

 

Anfangs noch hatte die Fa. Zeppelin alleine die Aufträge für die Tankfertigung , mit zunehmenden Bedarf wurde dann nach weiteren Nachbaufirmen der Tanks und den Einzelteilen gesucht. In wieweit die oben genannte Fa. Kock dann Größere Stückzahlen fertigte ist bisher nicht bekannt. Sicher ist das durch die Kriegsentwicklung die Fertigung der Tanks breit über das gesamte Reichsgebiet verteilt wurde. Die Fa. Zeppelin blieb Leitfirma für die z.B. in Saulgau bei der Fa. Bautz oder der "Austria"- Vereinigte Emalierwerke, Lampen und Metallwarenfabrik AG  Wien gefertigten Tanks. Am Ende des Krieges ist die Zulieferer- Struktur so unübersichtlich geworden das man bis heute noch Tanks in den abgelegensten Orten finden kann. In den meisten fällen wurden für die Herstellung der Tanks, Zwangsarbeiter herangezogen, wie z.B. in Saulgau oder dem Lieferanten für Führungsbeschläge die Rheinmetall- Borsig AG (bwo) in Düsseldorf . In dem dazugehörendem Leichtmetall-Presswerkes auf dem ehemaligen Gelände der früheren Lokomotivenfabrik "Hohenzollern" wurden derartige Teile von KZ-Zwangsarbeiter des SS- Arbeitskommando "Berta" gefertigt. Das Arbeitskommando unterstand der direkten Leitung des KZ Buchenwald. Am Ende des Krieges waren soviel Tanks gefertigt, das sie in Unmengen in den Stollen des  Kohnsteins ( in Harz) und auf dem Freigelände davor zu finden waren .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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