DE19635404C2

DE19635404C2 - Verfahren und Elektrode zum Entgraten und/oder Einrunden von scharfkantigen Übergängen in Rauchabzugsbohrungen in Waffenrohren

Info

Publication number: DE19635404C2
Application number: DE1996135404
Authority: DE
Inventors: Horst Reckeweg; Gert Schlenkert
Original assignee: Rheinmetall W&M GmbH
Current assignee: Rheinmetall W&M GmbH
Priority date: 1996-08-31
Filing date: 1996-08-31
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2016-09-01
Also published as: DE19635404A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgraten und/oder Einrunden von Rauchabzugsbohrungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Elektrode nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.

Waffenrohre insbesondere Panzerrohre neigen zu starken Erosionen an den Rauchabzugsbohrungen. Schadhafte Rauchabzugsbohrungen wirken im nachströmenden Gas bei Pulverladung als Störstellen und führen zu Turbulenzen, die in Schußrichtung nach den Rauchabzugsbohrungen zu den erwähnten Erosionen in der Rohrwand führen. Das führt häufig zu einem vorzeitigen Ausfall des Rohres. Um die Strömung möglichst wenig zu beeinflussen, werden die Kanten der Rauchabzugsbohrungen entgratet.

Bekannt sind vielfältige Verfahren, Vorrichtungen und Schleifapparate zum Entgraten von Werkstücken und Rohren. So beschreibt die DE 42 43 933 A1 ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Schleifapparat zum Entgraten von Werkstücken, insbesondere von länglichen Profilen und Rohren. Eine weitere Vorrichtung zum endseitigen Ausformen von rohrförmigen Werkstücken mit unterschiedlichen Durchmessern legt die DE 43 10 887 A1 offen. Diese Verfahren und Vorrichtungen sind für die Entgratung von Rauchabzugs bohrungen in Rohren nicht verwendbar, da die Rauchabzugsbohrungen von außen schlecht zugänglich sind.

Durch die besondere Form der Rauchabzugsbohrungen werden diese herkömmlich mit einem Handschleifgerät partiell entgratet. Diese Variante ist sehr zeitaufwendig und kann aufgrund schlechter Zugänglichkeit von außen durch die Rauchabzugsbohrungen nicht alle scharfkantigen Übergänge zur Waffenrohrbohrung erreichen. Da das Entgraten von Hand durchgeführt wird, ist keine gute Reproduzierbarkeit gegeben.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Anordnung zum Entgraten von scharfkantigen Übergängen in von außen schwer zugänglichen Sackbohrungen wird in der US-5,256,262 offenbart. Hierbei ist ein Werkstück mit den Sackbohrungen in ein Elektrolytbad eingebracht und als Anode geschaltet. Eine teilisolierte Elektrode ist in eine Sackbohrung hineingeführt und wird als Kathode betrieben. Dazu bekommt die Elektrode das negative Spannungspotential über das Elektrolytbad, das negativ gehalten ist.

Dieses Verfahren ermöglicht jedoch kein zielgerichtetes Entgraten und/oder Einrunden, wie es bei den Rauchabzugsbohrungen in Waffenrohren erwünscht ist.

Ein elektrochemisches Bearbeiten von sehr kleinen Löchern wird in der DE-690 18 450 T2 offenbart. Dabei wird einem Werkstück mit den kleinen Löchern (Mikroloch) ein Elektrolyt zugeführt und durch das Mikroloch gepumpt. Eine, einen nicht umhüllten Bereich aufweisende Stabelektrode ist durch dieses Mikroloch geführt und als Anode geschaltet, während das Werkstück an das Minuspotentital angeschlossen ist. Bei Vorhandensein des Elektrolyten fließt ein Strom zwischen dem Werkstück und dem nichtumhüllten Bereich, so daß ein bogenförmiger Konus an der Eingangsöffnung des Mikrolochs gebildet wird. Ein solcher bogenförmiger Konus ist jedoch beim Entgraten und/oder Einrunden von Rauchabzugsbohrungen unerwünscht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zum Entgraten und/oder Einrunden von Rauchabzugsbohrungen in Waffenrohren aufzuzeigen, mit dem ein zielgerichtetes Entgraten und/oder Einrunden ermöglicht wird, sowie eine Elektrode anzugeben, mit der dieses Verfahren durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 und des Anspruchs 4 gelöst.

Dabei liegt der Erfindung die Idee zugrunde, einen gewünschten, elektrochemischen Abtrag durch die Anordnung einer Elektrode in einer von außen schwer zugänglichen Rauchabzugsbohrung eines Waffenrohres einzustellen. Dazu weist die Elektrode eine teilweise Isolierung und einen isolationsfreien Teil auf. Der isolationsfreie Teil schließt einen Winkel ein, der identisch ist mit der Winkellage der Rauchabzugsbohrung, so daß ein örtlich definiertes Entgraten und/oder Einrunden der scharfkantigen Übergänge erfolgt. Da die Elektrode zudem in der Rauchabzugbohrung beweglich angeordnet ist, ist die Elektrode für unterschiedliche Entgratungs-/Einrundungstiefen verwendbar.

Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Durch das Entgraten und Einrunden der Übergänge zwischen der Bohrung und dem Waffenrohr wird bei einer möglichen Rohrinnenbeschichtung (z. B. mit Hartchrom) eine höhere Haltbarkeit der Beschichtung und ein Zeitgewinn erreicht.

Auch können durch Mehrfachanordnung von Elektroden in mehreren Rauchabzugsbohrungen gleichzeitig das Entgraten und/oder Einrunden durchgeführt werden, wodurch eine weitere Zeiteinsparung bewirkt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Elektrode unterscheiden sich auch vorteilhaft von bekannten elektrolytischen Verfahren zur verschleißfesten Innenbeschichtung in Waffenrohren und den bekannten Elektroden (DE OS 43 35 139, DE OS 44 19 864) dadurch, daß nach den bekannten Verfahren und den verwendeten Elektroden ein Auftrag durch Beschichtung oder ein Abtrag in der gesamten Rauchabzugsbohrung verursacht werden, und diese Verfahren und Elektroden für das Entgraten und/oder Einrunden von Rauchabzugsbohrungen deshalb nicht verwendbar sind.

Die erfinderische Lösung soll anhand eines Ausführungsbeispieles mit Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 ein Waffenrohrteil mit Rauchabzugsbohrungen und einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens im Längsschnitt,

Fig. 1a in einer ausschnittsweisen Vergrößerung entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Einzelheit "A" eine Darstellung eines Abtrages in einer Rauchabzugsbohrung,

Fig. 1b in der ausschnittsweisen Vergrößerung entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Einzelheit "A" einen weiteren Abtrag in der Rauchabzugsbohrung,

Fig. 2 in einer Teilansicht den Aufbau einer Elektrode.

In Fig. 1 mit 1 gekennzeichnet ist ein Rohr (Waffenrohr) auf dessen Umfang angeordnet sich mehrere Rauchabzugsbohrungen 2 in einem definierten Rohrabschnitt in herkömmlicher Art und Weise befinden. Die Rauchabzugsbohrungen 2 verbinden eine schräg oder vertikal verlaufende Ausblasbohrung eines nicht näher dargestellten Rauchabsaugers mit einer Rohrinnenwand 3 eines Kalibers 4 (Waffenrohrbohrung). In der Rauchabzugsbohrung 2 befindet sich eine mit einer teilweisen Isolierung 5 überzogene Elektrode 6, vorzugsweise aus Titan. An der Elektrode 6 und dem Rohr 1 (Waffenrohr) angeschlossen ist eine Gleichstromquelle 7.

Dabei läuft das Elektropolierverfahren wie folgt ab:
Das gesamte Rohr 1 befindet sich in einem herkömmlichen Elektrolytbad, beispielsweise Elektropolierbad. Die Elektrode 6 wird zum Elektropolieren in bekannter Art und Weise als Kathode geschaltet, das Rohr 1 als Anode. Damit ein gezielter Abtrag 8 (Entgratung und/oder Einrundung) nur in den gewünschten Bereichen der Rauchabzugsbohrung 2 in das Rohr 1 hinein erfolgt, ist ein Teil der Kathode 6 mit der Isolierung 5 vorzugsweise derart umhüllt, daß ein unterer Teil 10 der Kathode 6 aus der Isolierung 5 herausragt und ein oberer Teil der Kathode 6 bis zum oberen Ende der Rauchabzugsbohrung 2 isoliert bleibt. Die Kathode 6 mit Isolierung 5 ist verschiebbar in der Rauchabzugsbohrung 2 angeordnet, wobei der Außendurchmesser der Kathode 6 mit Isolierung 5 vorzugsweise um wenige Hundertstel mm, kleiner ist als der Innendurchmesser der jeweiligen Rauchabzugsbohrung 2.

Wird nun an die Kathode 6 und an das als Anode geschaltete Rohr 1 eine Spannung angelegt, erfolgt ein elektrischer Stromfluß von der Anode 1 zur Kathode 6. Bedingt durch diesen elektrischen Stromfluß und resultierendem chemischen Stromfluß im Elektropolierbad erfolgt der chemische Abtrag 8, der eine Auflösung der scharfkantigen Bohrungsübergänge zwischen der Rauchabzugsbohrung 2 und der Rohrinnenwand 3 bewirkt. Die Höhe des Stromflusses und damit die Größe und Tiefe des Abtrages 8 ist neben der Höhe der anliegenden Spannung/Strom und der Anordnung der Kathode 6 in der Rauchabzugsbohrung 2 abhängig von dem Teil 10 der von der Isolierung 5 freigebliebenen Kathode 6.

Bei einem konstanten elektrischen Stromfluß bedeutet dies, daß je tiefer die Isolierung 5 um die Kathode 6 angebracht ist, d. h. je kleiner der Teil 10, desto intensiver der elektrische Stromfluß zwischen Anode 1 und dem freien Teil 10 der Kathode 6 ist, was einen in der Rauchabzugsbohrung 2 längenmäßig kleinen dafür aber tiefen chemischen Abtrag 8.1 zum Rohr 1 bewirkt (Fig. 1a). Dies geschieht deswegen, weil nur vom kleinen freien Teil 10 der Kathode 6 ein Stromfluß aufgenommen werden kann. Dadurch wird aber gleichzeitig die chemische Stromdichte komprimiert, so daß der intensive Abtrag 8.1 erfolgt.

Ist die Isolierung 5 um die Kathode 6 höher angebracht (Fig. 1b), d. h. der Teil 10 ist größer, erfolgt ein längenmäßig größerer dafür aber nicht in die Tiefe des Rohres 1 gehender Abtrag 8.2. Hierbei findet ein Stromfluß von einem größeren Teil der Anode 1 zur Kathode 6 statt. Die chemische Stromdichte ist jedoch durch die größere Verteilung geringer. Dieser Zusammenhang ist wichtig, weil die von der Rauchabzugsbohrung 2 und Rohrinnenwand 3 gebildeten scharfkantigen Übergänge nur definiert eingerundet werden sollen, und es unerwünscht ist, weitere Kanten oder Absätze in den Rauchabzugsbohrungen 2 zu erzeugen.

Weiterhin ist für den Abtrag 8 der scharfkantigen Übergänge die Form der Kathode 6 sowie ihre Anordnung in der Rauchabzugsbohrung 2 maßgeblich. Die Form, d. h. die äußeren Abmaße der Kathode 6 werden durch den Durchmesser und die Länge der Rauchabzugsbohrung 2 sowie die Winkellage der Rauchabzugsbohrung 2 im Rohr 1 bzw. zur Rohrinnenwand 3 bestimmt. Dabei ist ein Winkel α zwischen Rauchabzugsbohrung 2 und Rohrinnenwand 3 gleich groß einem Winkel β zwischen einer Mantelfläche 11 und einer äußeren unteren Querschnittsfläche 12 der Kathode 6. Die Kathode 6 ist vorzugsweise rund.

Die Positionierung der Kathode 6 in der Rauchabzugsbohrung 2 hängt wiederum vom gewollten Abtrag 8 (Einrundung) ab. Sollen die Rundungen der scharfkantigen Übergänge an der Rauchabzugsbohrung 2 flacher ausfallen, d. h. nicht so hoch in die Rauchabzugsbohrung 2 hinein, ragt die Kathode 6 mit Isolierung 5 weiter in das Kaliber 4 hinein - also aus der Rauchabzugsbohrung 2 hinaus - als bei einem höheren Abtrag 8, wo die Kathode 6 mit der Isolierung 5 vorzugsweise mit der Rohrinnenwand 3 am Kaliber 4 abschließt. Schließt die Kathode 6 mit Isolierung 5 mit der Rohrinnenwand 3 ab, so bestimmt sich aus dem nichtisolierten Teil 10 der Kathode 6 die Höhe des Abtrages 8 in der Rauchabzugsbohrung 2. Durch die Anordnung der Kathode 6 in der Rauchabzugsbohrung 2 ist also zusätzlich zu dem bereits durch den vorbestimmten nichtisolierten Teil 10 eine Variierung dieses gewünschten Abtrages 8 realisierbar. Somit kann eine Elektrode 6 mit Isolierung 5 für verschiedene Abträge 8 verwendet werden.

Es versteht sich, daß in allen Rauchabzugsbohrungen 2 gleichzeitig eine teilisolierte Kathode 6 angeordnet sein kann, so daß die gewollten Entgratungen bzw. Einrundungen an den Rauchabzugsbohrungen 2 in einem Arbeitsgang erfolgen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Waffenrohr < Anode

2

Rauchabzugsbohrung

3

Rohrinnenwand

4

Kaliber

5

Isolation

6

Kathode

7

Gleichstromquelle

8

Abtrag

8.1

Abtrag

8.2

Abtrag

10

nichtisolierter Teil

11

Mantelfläche

12

Querschnittsfläche

Claims

1. Verfahren zum Entgraten und/oder Einrunden von scharfkantigen Übergängen in von außen schwer zugänglichen Bohrungen, wobei in einem ersten Schritt ein Werkstück in ein Elektrolytbad eingebracht wird, in einem weiteren Schritt eine Elektrode mit einer Isolierung teilisoliert als Kathode in die Bohrung hineingeführt wird, und das Werkstück als Anode geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück ein Waffenrohr (1) mit Rauchabzugsbohrungen (2) ist, bei dem für einen gewünschten flachen Abtrag (8.1) in der Rauchabzugsbohrung (2) die teilisolierte Kathode (6) weiter in das Kaliber (4) des Waffenrohres (1) hineingeführt wird, als bei einem gewünschten höheren Abtrag (8.2) in der Rauchabzugsbohrung (2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abträge (8.1, 8.2) bei einem konstanten Stromfluß durch eine Höhe des nichtisolierten Teiles (10) der teilisolierten Kathode (6) bestimmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch mehrere teilisolierte Kathoden (6) die Rauchabzugsbohrungen (2) gleichzeitig entgratet und/oder eingerundet werden.

4. Elektrode zum Entgraten und/oder Einrunden von scharfkantigen Übergängen in von außen schwer zugänglichen Bohrungen, wobei die Elektrode eine teilweise Isolierung (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entgraten und/oder Einrunden von Rauchabzugsbohrungen (2) eines Waffenrohres (1) eine Mantelfläche (11) und eine äußere untere Querschnittsfläche (12) der Elektrode (6) einen Winkel (β) einschließen, der identisch ist mit einem Winkel (α) zwischen einer Rohrinnenwand (3) des Waffenrohres (1) und der Rauchabzugsbohrung (2).

5. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außendurchmesser der Elektrode (6) mit Isolierung (5) kleiner als ein Innendurchmesser der Bohrung (2) ist, so daß die Elektrode (6) mit der Isolierung (5) verschiebbar in der Rauchabzugsbohrung (2) angeordnet ist.