DE19544824A1

DE19544824A1 - Gezogenes Waffenrohr und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rohres

Info

Publication number: DE19544824A1
Application number: DE19544824A
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl Ing Sabranski; Henning Von Dipl Ing Seidlitz; Ralf-Joachim Dr Ing Herrmann
Original assignee: Rheinmetall Industrie AG
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2015-12-02
Also published as: DE19544824C2

Description

Die Erfindung betrifft ein mit Feldern und Zügen versehenes (gezogenes) Waffenrohr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Her stellung derartiger Waffenrohre.

Um die durch die heißen Treibladungsgase verursachte Erosion der Waffenrohre gering zu halten, und damit deren Lebensdauer zu erhöhen, ist es bekannt, das Innere des in der Regel aus Stahl bestehenden Waffenrohres mit einer Hartmetallschicht, z. B. einer Chromschicht oder einer Chrom enthaltenden Legie rungsschicht (Kobalt-Chrom-Wolfram-Legierung), zu versehen.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß insbesondere bei groß kalibrigen Rohren (Artilleriewaffenrohren, Panzerkanonenroh ren etc.) im Mündungsbereich der Rohre ein relativ starker Feldflächenverschleiß aufgrund der Reibung zwischen Geschoß und Rohr auftritt. Die dadurch entstehenden Schäden an der Hartmetallschicht des Rohres bewirken ein Eingravieren des Zug-Feld Profiles des Rohres in das jeweilige Geschoß, wo durch es zu einer ungewollten Beeinflussung des Flugverhaltens der aus diesen Rohren verschossenen Munition kommen kann.

Sowohl aus der DE-OS 20 45 738 als auch aus der US-PS 2,395,044 sind Waffenrohre bekannt, die lediglich in dem Patronenlager und dem sich unmittelbar an das Patronenlager anschließenden Waffenrohrabschnitt mit einer Hartmetall schicht versehen sind, weil vor allem dieser Waffenrohrab schnitt durch die heißen Treibladungsgase erosionsgefährdet ist.

Auch derartige bekannte Waffenrohre weisen die durch die Reibung zwischen Geschoß und Rohr vor allem im Mündungs bereich (2. Rohrhälfte) auftretenden Probleme (Feldflächen verschleiß des Rohres, Zug-Feld-Gravur auf dem jeweiligen Geschoß) auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Waffenrohr anzugeben, bei dem der durch die Reibung zwischen Geschoß und Rohr vor allem im mündungsseitigen Rohrabschnitt auftretende Feldflächenverschleiß gering ist. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung derartiger Waffenrohre angegeben werden.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Waffenrohres durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und hin sichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des kennzeichnen den Teils des Anspruchs 6 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, daß die Felder des Waffenrohres mindestens im mündungsseitigen Bereich oberflächengehärtet sind, und zwar vorzugsweise bis in eine Tiefe zwischen 0,3 und 0,5 mm.

Die Härte des oberflächengehärteten Rohrabschnittes sollte mindestens 650 HV betragen.

Vorzugsweise sollte sich der oberflächengehärtete Rohrab schnitt mindestens über die Hälfte der Länge des Waffenrohres erstrecken.

Sofern zur Verminderung der durch die Treibladungsgase verur sachten Rohrerosion das jeweilige Waffenrohr im Bereich des Ladungsraumes mit einer zusätzlichen Hartmetallschicht verse hen ist, werden zur Verringerung des Feldflächenverschleißes vorzugsweise nur die Felder des Waffenrohres zwischen der Mündung und dem mit dem Hartmetall beschichteten Rohrab schnitt oberflächengehärtet.

Bei Waffenrohren, bei denen beim Schuß der Ladungsabbrand bei relativ geringem Druck und geringer Temperatur erfolgt, wird häufig auf eine zusätzliche Hartmetallschicht verzichtet, weil der mündungsseitige Feldverschleiß aufgrund der Reibung zwischen Geschoß und Rohr deutlich größer ist, als die Ero sion im ladungsraumnahen Bereich. Bei derartigen Rohren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn nicht nur der mün dungsseitige Bereich des Waffenrohres oberflächengehärtet wird, sondern zur Verminderung auch der Rohrerosion das ge samte Waffenrohr, gegebenenfalls einschließlich des Ladungs raumes.

Zur Härtung der Feldflächen des mündungsseitigen Rohrab schnittes hat sich insbesondere das Härten mittels Laser strahlen als geeignet erwiesen, weil die zu härtende Ver schleißzone gezielt und kurzzeitig wärmebehandelt werden kann, so daß ein separater Abkühlungsprozeß entfällt und der Werkstückverzug sehr gering ist. Schwer zugängliche Bauteil abschnitte sind bei diesem Verfahren auf einfache weise mit Hilfe von Spiegeln erreichbar.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispielen. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Waffenrohres, welches nur in einem Teilbereich oberflä chengehärtet ist;

Fig. 2 der mündungsseitige Bereich des in Fig. 1 dargestellten Waffenrohres beim Härten mit Hilfe von Laserstrahlen und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Waffenrohres, welches vollständig oberflächengehärtet ist.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Waffenrohr bezeichnet, welches mit Zügen 2 und Feldern 3 versehen ist und heckseitig einen Ladungsraum 4 aufweist. Das Waffenrohr 1 ist in einem ersten Rohrabschnitt 5, der den Ladungsraum 4 mit umfaßt, mit einer Hartmetallschicht 6 versehen, die z. B. aus einer Chrom-Legie rung besteht. In dem zweiten, sich bis zur Mündung 7 erstrec kenden Rohrabschnitt 8 ist das Waffenrohr 1 bis in eine vor gegebene Oberflächentiefe 9 zwischen 0,3 und 0,5 mm gehärtet.

Die Härtung des Rohrabschnittes 8 erfolgt mit Hilfe von La serstrahlen und wird nachfolgend mit Hilfe von Fig. 2 näher beschrieben. Dabei ist mit 10 ein 5 KW CO₂-Laser bezeichnet, dessen Strahlen 11 mündungsseitig axial in das Waffenrohr 1 geschickt werden. Mit Hilfe eines in dem Waffenrohr 1 gela gerten Spiegels 12 werden die Laserstrahlen 11 umgelenkt, so daß sie senkrecht auf die zu härtenden Feldflächen 3 treffen. Die Feldflächen 3 sind vorzugsweise geschwärzt, um die Re flektion der Laserstrahlen 11 an diesen Rohrflächen zu mini mieren.

Zwischen dem Waffenrohr 1 und dem Spiegel 12 wird eine axiale und eine radiale Relativbewegung (in Fig. 2 durch die Pfeile 13 und 14 angedeutet) derart erzeugt, daß der Brennfleck des Laserlichtes dem Zug-Feld-Verlauf folgt. Durch die Parameter Laserleistung, Brennfleckgröße und Verfahrensgeschwindigkeit werden die Leistungsdichte (10³ bis 10⁵ W/cm³) und die Ein wirkungsdauer und somit die in die Oberflächenschicht des Waffenrohres 1 eingebrachte Energie je Flächeneinheit gesteu ert.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Waffenrohres, bei dem auf eine Hartmetallschicht verzichtet wurde. Statt dessen ist das Waffenrohr über seine gesamte Länge 15 oberflächengehärtet, so daß sich ein durch gehend gehärteter Bereich 16 ergibt (für gleiche Teile wurden in Fig. 3 die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 gewählt).

Bezugszeichenliste

1 Waffenrohr
2 Züge
3 Felder
4 Ladungsraum
5 erste Rohrabschnitt
6 Hartmetallschicht
7 Mündung
8 zweite Rohrabschnitt
9 Tiefe
10 Laser
11 Laserstrahl
12 Spiegel
13 Pfeil zur Kennzeichnung einer axialen Relativbewegung zwischen Waffenrohr 1 und Spiegel 12
14 Pfeil zur Kennzeichnung einer radialen Relativbewegung zwischen Waffenrohr 1 und Spiegel 12
15 Länge des Waffenrohres, Rohrabschnitt
16 oberflächengehärteter Bereich

Claims

1. Mit Feldern und Zügen versehenes Waffenrohr, welches an seinem heckseitigen Ende einen Ladungsraum (4) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Felder (3) mindestens im mündungsseitigen Bereich des Waffenrohres (1) bis in eine Tiefe (9) von 0,3 bis 0,5 mm oberflächengehärtet sind.

2. Waffenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oberflächengehärtete Rohrabschnitt (8, 15) eine Härte von mindestens 650 HV aufweist.

3. Waffenrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der oberflächengehärtete Rohrabschnitt (8, 15) sich mindestens über die Hälfte der Länge des Waffen rohres (1) erstreckt.

4. Waffenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Waffenrohr (1) oberflä chengehärtet ist.

5. Waffenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Waffenrohren (1), dessen La dungsraum (4) und/oder dessen an den Ladungsraum (4) angrenzende Rohrabschnitt (5) mit einer Hartmetall schicht (6) versehen ist, nur die Felder (3) des Waf fenrohres (1) zwischen der Mündung (7) und dem mit dem Hartmetall (6) beschichteten Rohrabschnitt (8) oberflä chengehärtet sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines gezogenen Waffenrohres nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß die Felder (3) des Waffenrohres (1) und/oder der Ladungsraum (4) bis in eine Tiefe (9) von 0,3 bis 0,5 mm mit Laserstrahlen oberflächengehärtet werden (wird).