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Verfahren zur. Herstellung einer Gewehrseele und einer Kartuschkammer in einem zylindrischen Werkstück
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zrr Herstellung einer Gewehrseele und einer Kartuschkammer in einem zylindrischen Werkstück.
Bei den üblichen Verfahren zur Herstellung einer Gewehrseele und einer Kartuschkammer wird zuerst die Seele gebohrt und dann die Kartuschkammer gegengebohrt. Hiebei ist es sehr schwierig, die. Mittellinie der Kammer genau konzentrisch mit der des gezogenen Laufes zu halten. Ein anderer Nachteil eines derartigen Herstellungsverfahrens ist der, dass bei leichtem Übermass der Seelenbohrung das gesamte Stück als Ausschuss verworfen werden muss.
Diese Nachteile werden gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, dass das Werkstück mit einer Seelenbohrung versehen wird, deren Durchmesser grösser ist, als der gewünschte endgültige Durchmesser, dass das Werkstück an einem Ende zur Bildung einer Kartuschkammer mit Überweite gegengebohrt wird, dass in die Seelenbohrung und in die Kammer ein Dorn mit einem Kammerformteil eingebracht wird, worauf die Aussenseite des Werkstückes rasch und wiederholt einem auf jeweils einen verhältnismässig kurzen Längsabschnitt wirkenden Pressdruck ausgesetzt wird, wobei der Druck fortschreitend zuerst entlang des den Kammerformteil des Dornes enthaltenden Abschnittes des Werkstückes angewendet wird und wobei der Druck genügend gross ist, um das Material des Werkstückes zusammenzudrücken und über dem Dorn kalt zu verformen,
und hierauf der Druck in der gleichen Weise und Grössc längs des verbleibenden Teiles des Werkstückes angewendet und gleichzeitig ein Seelenformteil des Domes daran in der Seelenbohrung gehalten wird, dass er sich entlang des ganzen Bereiches der Druckanwendung erstreckt.
Es wird also sowohl die Seele als auch die Kammer im Gesenk geschmiedet. Mit diesem Herstellungsver- fahren ist die Gewähr gegeben, dass die Mittellinien von Kammer und Seele genau fluchten, und, falls wirklich die Bohrung etwas Übermass, sogar in der Grössenordnung von 1 mm oder mehr hat, sie auf den gewünschten Durchmesser zusammengeschmiedet werden kann. Darüber hinaus hat die Erfahrung gezeigt, dass ein gezogener Lauf mit Spiralzügen durch das Gesenkschmieden in einem Viertel der Zeit gegenüber dem üblichen Herstellungsverfahren eines Laufes fertiggestellt werden kann. Weiters hat das Schmieden im Gesenk auch zur Folge, dass die Oberfläche des Gewehrlaufes besonders hart wird und Korrosionseinflüssen besser widersteht und ein Finish erhält, welches ein Polieren erübrigt.
Schiessversuche haben ergeben, dass mehr als 80% der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Gewehre hinsichtlich ihrer Schiessgenauigkeit in die sogenannte" Zielklasse 1" fallen, während von nach den üblichen Verfahren hergestellten Gewehren weniger als So in diese Klasse fallen.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt.
Fig. 1 ist eine zum Teil geschnittene Längsansicht einer Kartuschkammer mit dem Ansatzteil der Bohrung eines gezogenen Laufes, in welcher ein Kammerdorn zur Vorbereitung des Kaltschmiedens dieses Laufteils liegt. Fig. 2 zeigt denselben Laufteil nach dem Schmieden. Fig. 3 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, in welcher der Drallzugdorn zur Vorbereitung des Kaltschmiedens des Seelenteiles liegt.
Fig. 4 ist eine Längsansicht des Kammerdornes mit dem Ansatzteil. Fig. 5 ist eine Längsansicht des Drallzugdornes. Fig. 6 ist ein Querschnitt der Fig. 4 nach Linie 6-6, gesehen in Richtung der Pfeile.
Fig. 7 ist ein Querschnitt der Fig. 5 nach Linie 7-7, gesehen in Richtung der Pfeile. Fig. 8 ist eine zum
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Teil geschnittene Längfansicht, welche hydraulische Mittel zur Lagerung des Kammerdornes im Lauf während des Schmiedevorganges in diesem Teil zeigt. Fig. 9 ist ein Längsschnitt einer hydraulisch betätigten Schubstange für den Vorschub des Laufes in die Schmiedemaschine. Fig. 10 ist eine Längsansicht eines Doppeldomes.
Im allgemeinen umfasst das Herstellungsverfahren für eine Seelenbohrung und eine Kartuschkammer in einem Gewehrlauf durch Kaltschmieden stufenweise zunächst die Herstellung einer Seelenbohrung 10 mit Übermass und einer relativ grösseren Kartuschkammer lu in einem zylindrischen Werkstück 14. Das Werkstück 14 wird dam. ii der ganzer Länge mit Ausnahme des Teiles, der die Kartuschkammer und den
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Diese Durchmesservermillde'g wird durch spanabhebende Bearbeitung des zylindrischen Werkstückes mittels Schleifens oder Schneidens bewerkstelligt.
Danach wird ein Kammerdorn 18 in das Ladeende des Laufes eingefügt und der Umfang'des ungeschwächten Abschnittes. x über einen relativ kurzen Längsabschnitt einem Fressdruck genügender Grösse ausgesetzt, um das Laufmaterial kalt auf den Dorn 18 zu pressen. Dieser Druck wird fortschreitend über den Laufteil x vom Ladeende zur Bohrung 10 hin angewendet, u. zw. beispielsweise durch Einführung des Laufes in eine Schmiedemaschine.
Danach wird der Kammerdorn 18 entfernt, und der geschmiedete oder vorher ungeschwächte Teil des Laufes wird im Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des ersten geschwächten Teiles, vorzugsweise auf den gewünschten Enddurchmesser vermindert. Der Drallzugdorn 20 wird dann in die Bohrung vom Mündungsende bis in den vorher geschmiedeten Teil der Bohrung eingeführt. Nun wird der zuerst geschwächte und nicht geschmiedete Teil des Laufes in seiner ganzen Länge kalt geformt oder geschmiedet.
Während dieses Schmiedevorganges wird der Drallzugdorn in der Längsrichtung fest im Wirkungsbereich der Schmiedehämmer 24 gehalten und der Lauf wird durch die Schmiedemaschine hindurch mittels eines geeigneten Vorschubes befördert, z. B. eines hydraulischen Vorschubes 26, wie er in der Fig. 9 veranschaulicht ist. Vorzugsweise wird das ursprüngliche Übermass der Bohrung des Werkstückes 14 und das Mass der Durchmesserverminderung der beiden Teile so gewählt, dass nach dem Abdrehen des zuerst geschmiedeten Teiles auf seinen endgültigen Durchmesser auch der übrige Teil nach dem Schmieden auf denselben Enddurchmesser kommt.
Es muss bemerkt werden, dass der Zweck der anfänglichen Durchmesserverminderung eines Teiles des Laufes vor dem Schmieden des grösseren Teiles und der Zweck des darauffolgenden Abdrehens des grösseren Teiles vor dem Schmieden des verbleibenden, zuerst geschwächten Teiles der ist, dass nur die gewünsche Länge des Laufes während des gerade vorliegenden Arbeitsprozesses geschmiedet wird. Das bedeutet, dass der im Durchmesser verminderte Teil nicht versehentlich geschmiedet werden kann, weil die auf den grösseren Durchmesser eingestellte Maschine für den kleineren Durchmesser unwirksam ist.
Wenn gewünscht, kann der Lauf auch ohne Durchmesserverminderung des Werkstückes 14 durch Schleifen oder Schneiden auf die Weise geschmiedet werden, dass geeignete Halte- oder Anzeigevorrichtungen (nicht dargestellt) vorgesehen sind, um den Längsbereich des Schmiedens während jeder einzelnen Stufe festzulegen.
Eine andere Lösung. durch welche der Lauf ohne Abdrehen hergestellt werden kann, ist die Verwendung einer Kupplung zwischen den Enden der Dorne (z. B. Vorsprung 78 und Schlitz 80), so, dass die Windungen des Teiles 18a zu den Rippen 280 des Drallzugdornes 20 passen. Beide Dorne werden in den Lauf zu Beginn des Schmiedens eingefügt. Dann wird, nachdem ein relativ kurzer Teil der Ansatzzüge geformt ist, der Drallzugdorn zum Ausstossen des Kammerdomes 18 aus dem Wirkungsbereich der Gesenke 24 betätigt, während die Gesenke gerade abgehoben sind. Die formschlüssige Verbindung zwischen den Dornen sichert ein sauberes Einschrauben des Drallzugdornes in den gezogenen Teil der vom Kammerdornteil 18a geformten Bohrung. Auf diese Weise kann der ganze Schmiedevorgang ohne Anhalten der Schmiedemaschine durchgeführt werden.
Der Übergang von einem Dorn zum andern kann mittels irgendwelcher geeigneter Steuerung bewerkstelligt werden. In der Zeichnung ist ein elektrischer Kontakt 82 gezeigt, der am Lauf befestigt ist, und ein zweiter Kontakt 84, der am Gesenk 24 befestigt ist. Es stossen die Kontakte 82 und 84, wenn der Lauf bis zur Fertigung der Kammer 12 und eines relativ kurzen Ansatzteiles der Züge geschmiedet ist, beim Zurückziehen der Gesenke aneinander und speisen eine Magnetspule 86, welche den Drallzugdorn schnell in den Wirkungsbereich der Gesenke 24 schiebt, bevor diese wieder auf den Lauf drücken.
Natürlich muss, wenn der Kammerdorn 18 in der Kammer durch die später zu beschreibende Anordnung 32 festgehalten wird, diese zum Loslassen des Kammerdornes 18 nach Vollendung der Kammer 12 und vor Betätigung der Magnetspule 86 veranlasst werden.
Es ist auch möglich, Bohrung und Kammer des gezogenen Laufes durch Anwendung eines Doppeldor-
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nes 87 nach Art des in Fig. 10 gezeigten herzustellen. Dieser ähnelt in der Form im wesentlichen dem Dorn der Fig. 4 mit der Ausnahme, dass eine Schubstange 72 mit dem Ende 90 des Dornes verbunden ist und der Dorn bei 88 eine Schiebekupplung enthält. Die Kammerform befindet sich also am einen Teil des Dornes und die gewünschte endgültige Form der Züge am andern Teil des Dornes. Mit dieser Form des Domes wird dieselbe Schmiedearbeit für die Kammer wie in der vorher beschriebenen Verfahrensstufe durchgeführt. Wenn die Gesenke den gezogenen Teil des Domes erreichen, wird der gezogene Teil des Domes im Wirkungsbereich der Gesenke gehalten und der Kammerteil des Dornes davon getrennt infolge der Mitnahme mit dem Lauf.
In der dargestellten besonderen Form des Laufes ist die Bohrung der Züge mit Spiralzügen gestaltet, und die Kammer enthält zwei längsverschobene kegelförmige Schultern 19 und 21. Mit dieser gezogenen Konstruktion wird der Ansatzteil 28 der Bohrung 10 während der Arbeitsstufe hergestellt, in welcher die Kammer 12 geschmiedet wird. Das geschieht, um einen gezogenen Teil unmittelbar an der Kammer mit grösserem Durchmesser als das Geschoss zu versehen, und um die genaue Ausfluchtung der Rippen der Züge zu sichern, wenn der übrige Teil der Seele in der späteren Arbeitsstufe geschmiedet wird. Genauer gesagt, wird hiedurch die Einfügung des Drallzugdornes 20 in den Ansatzteil der Bohrung vor dem Ausschmieden der Züge gewährleistet (siehe Fig. 3).
Um eine leichte Einfügung des Drallzugsdornes20 in den geschmiedeten Ansatzteil der Bohrung zu sichurn, ist der Durchmesser des gezogenen Teiles 18a des Kammerdornes und die Breite der Rippen 31 dieses Domes etwas grösser als die entsprechenden Abmessungen am Drallzugdorn20 (siehe Rippen 31 und 280 in den Fig. 6 und 7). Im Zusammenhang mit der gerade hier gezeigten Form des Laufes ist zu bemerken, dass der gezogene Teil 18a mit einer relativ flachen Längsneigung der Felder 30 (des Teiles, der die Keilfläche für die Züge bildet) versehen ist, um ein allmähliches Ansetzen für das Geschoss zu bewirken. Um diese Form zu erreichen, wird ein relativ kurzer Teil y beim Abdrehen des Teiles x nicht im Durchmesser vermindert, so dass er in den vorher ungeschwächten und nun grösseren Teil 22 übergeht.
Wenn also der Teil 22 zur Herstellung der gezogenen Bohrung geschmiedet wird, wird der gesamte gezogene Teil 28, der in der ersten Stufe entstanden ist, noch einmal auf die kleineren endgültigen Masse des Durchmessers und der Felderbreite geschmiedet, ausgenommen den kurzen, unmittelbar an die Kartuschkammer 12 anschliessenden Teil. In dem fertigen Lauf stellt dieser relativ kurze Teil eine kegelige Einführung für das Geschoss dar, so dass es allmählich und nicht. plötzlich in die Züge eindringt.
Wenn eine kegelförmige Schulter wie die Schulter 21 in der Kartuschkammer 12 hergestellt wird, ist es notwendig, den ammerdorn 18 während des Schmiedevorganges fest in der Bohrung zu halten. Der Grund dafür ist, dass während der Schmiedearbeit am Laufteil mit der kegelförmigen Schulter eine Längs- komponente'der auf den Dorn wirkenden Kraft bestrebt ist, ihn auszutreiben. Die Grösse dieser Kraft ist durch den Schmiededruck auf den Lauf und durch den Winkel der kegelförmigen Schulter gegeben.
Beispielsweise muss, wenn die Gesenke 24 eine 50-Tonnen-Kraft auf die Laufoberfläche ausüben, eine 10Tonnen-Kraft auf den Vorschub 26 wirken, um den Lauf durch die Schmiedemaschine zu treiben, und bei ungefähr 20 Grad Neigung der Schulter 21 ist eine Kraft von etwa 20 Tonnen erforderlich, um den Dorn festzuhalten. Wenn der Dorn nicht festgehalten wird, wirkt sich die Längskraft in einer leichten Bewegung des Domes relativ zum Lauf aus ; die Schulter hat eine grössere Länge als die Schulter auf dem Dorn, und ausserdem ist die Oberfläche der Bohrungsschulter mit einer Reihe von kleinen Stufen versehen.
Wo zwei oder mehr Schultern im Längsabstand in der Bohrung vorgesehen sind, wie die Schultern 21 und 19, ist es notwendig, den Lauf in Richtung zur Vorschubanordnung 26 hin zu schmieden-d. h., in der Richtung von der Kammer 12 zur Bohrung 10,. und insbesondere in der Richtung vom grösseren Teil der Bohrung zum kleineren. Wenn die Kammer in der umgekehrten Richtung geschmiedet wird, hat die Erfahrung gelehrt. aars die Verlängerung des Laufes beim Schmieden als Vergrösserung des Schulterabstandes gegenüber dem Schulterabstand auf den Dorn zutage tritt.
Das Haltegerät für den Kammerdom 18 im Lauf während des Schmiedevorganges kann beliebiger Art sein. Es muss in der Lage sein, einen relativ konstanten, jedoch nachgiebigen Druck gegen Längsbewegung des Domes auszuüben. Die im Bild gezeigte Maschine 32 ist hydraulisch betrieben und enthält ein Gehäu - se 34 mit einer Kolbenkammer und einem darin hin-und hergehenden Kolben 38. Dieser trägt eine Kolbenstange 40, an der ein Stiel 42 des Domes 18 befestigt ist. Druckflüssigkeit kann dem rückwärtigen Teil 36 und dem vorderen Teil 37 der Kammer durch Rohre 47 bzw. 48 unter Kontrolle durch einen Vierweghahn 44 zugeführt und entnommen werden.
Bei Beginn des Schmiedevorganges wird der Vierweghahn 44 auf Zufuhr von Druckflüssigkeit zum Kammerteil 36 vom Einlass 45 und auf gleichzeitiges Entleeren des Kammerteiles 37 durch das Rohr 49 gestellt, und so eine Kraft durch den Kolben auf den Dorn 18 ausgeübt. Der Hahn 44 wird dann geschlossen, wodurch die Druckflüssigkeit hinter dem Kolben 38
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gesperrt und ein Einsaugpass für Kammer 37 durch die Ventilnut 53 gebildet wird.
Bei seinem Durchgang durch die Schmiedegesenke 24 übt der Lauf 14 eine umgekehrt gerichtete Kraft auf den Kolben 38 aus, die die Flüssigkeit in der Kammer 36 zusammenzudrücken sucht. Ein Überdruckoder Reduzierventil 46 hält den Druck in dem rückwärtigen Teil der Kammer 36 auf einem relativ konstanten Wert, indem es der Flüssigkeit gestattet, aus der Kammer 36 zu entweichen, wenn der Kolben38 durch die Bewegung des Laufes 14 rückwärts verschoben wird. Dadurch wird eine vergleichsweise konstante, jedoch nachgiebige Kraft auf den Kammerdorn 18 ausgeifl) t, so dass er in fester Lage, bezogen auf den Lauf, verbleibt. Zur Vollendung dieser Stufe des Schmiedevorganges wird der Vierwegehahn 44 so gedreht, dass die Kammer 36 leerläuft und Druckflüssigkeit zu dem Kammerteil 37 geleitet wird.
Dadurch wird der Kolben 38 rückwärts bewegt, um den Dorn 18 aù : ; der Bohrung zu entfernen. Es ist zu bemerken, dass die Verbindung zwischen dem Dornstiel 42 und der Kolbenstange 40 eine freie Drehung des Dornes mit dem Lauf zulässt, so dass der gezogene Teil des Laufes hergestellt werden kann.
Der Vorschubmechanismus für das zwangsweise Vorstossen des Laufes durch die Gesenke 24 kann irgendwelcher herkömmlicher Art sein, die eine vergleichsweise Konstanz in der auf den Lauf ausgeübten Kraft und in der ihm auf dem Weg durch die Schmiedemaschine erteilten Geschwindigkeit aufweist. Beispielsweise kann ein Schnecken-oder Kurvenscheibentrieb (nicht dargestellt) verwendet werden. Zur Vereinfachung ist ein hydraulisches System mit einem Gehäuse 50 gezeigt. Dieses umgrenzt eine Kammer, die in die Teile 52 und, 54 durch einen hin-und herbeweglichen Kolben 51 unterteilt ist. Der Kolben'hat Kolbenstangen 56 und 58, die sich von seiner gegenüberliegenden Seiten durch die Enden des Gehäuses 50 hindurch erstrecken.
Druckflüssigkeit wird dem Kammerteil 52 und 54 zugeführt und entnommen durch Rohre 60 bzw. 62, die über einen Vierwegehahn 64 an den Einlass 66 oder Auslass 68 angeschlossen werden können. Der Hahn ist so eingerichtet, dass, wenn die Druckflüssigkeit vom Einlass zu der einen der Kammern 52 oder 54 geführt wird, die andere Kammer mit dem Auslass 68 verbunden ist, so dass der Kolben sich in Richtung auf die leerwerdende Kammer bewegt.
Das freie Ende der Kolbenstange 56 stösst gegen das Ende des Laufes 14, um ihn in die Schmiedemaschine zu treiben, wenn nur der Vierwegehahn auf die Verbindung des Kammerteiles 54 mit dem Einlass 66 und des Kammerteiles 52 mit dem Auslass 68 geschaltet ist. Wenn gewünscht, kann irgend eine herkömmliche Steuervorrichtung für die Regelung der Durchflussgeschwindigkeit des Druckmittels durch die Leitung 62 in Übereinstimmung mit der erwünschten Geschwindigkeit des Laufes 14 verwendet werden.
Bei Vollendung des Schmiedevorganges wird der Vierwegehahn lediglich so gedreht, dass der Kolben 51 sich zurückzieht. Um Raum in der Zeichnung zu gewinnen und die Grösse der Figuren zu wahren, ist die Vcrschubeinrichtung 26 an verschiedenen Stellen unterbrochen gezeichnet ; doch versteht es sich. dass der Hub des Kolbens 51 mindestens gleich der Länge des Laufes 14 sein muss. Auch ist darauf hinzuweisen, dass die Grösse des Kolbens 51 im wesentlichen gleich der des Kolbens 38 gezeichnet ist und daher der zur Bewegung des Kolbens 51 angewandte Flüssigkeitsdruck wesentlich höher als der in der Anordnung 32 angewandte sein muss.
Wenn es gewünscht wird, die gleiche Druckflüssigkeitsquelle für beide Maschinen 26 und 32 zu verwenden, dann muss der Durchmesser des Kolbens 38 kleiner sein, da der Vorschubmechanismus fast fünfmal so viel Kraft wie die Haltevorrichtung 32 ausüben muss.
Während des Schmiedevorganges für die Seele 10 ist es notwendig, den Drallzugdorn 20 in fester Lage, bezogen auf die Gesenke 24, zu halten (siehe Fig. 9), Um dieses Ziel zu erreichen, haben der Kolben 51 und die Kolbenstangen 56 und 58 eine durchgehende Axialbohrung 70, um die Schubstange 72 aufzunehmen, die an dem Drallzugdorn 20 befestigt ist. Das andere Ende der Stange 72 ist in einem Spurlager 74 an der festen Platte 76 gehalten. Diese Verbindung gestattet eine freie Drehung des Dornes 20 mit und relativ zu dem Lauf. Solche freie Drehung des Dornes ist notwendig, weil bei der Längsbewegung des Laufes über den Dorn die Spiralzüge am Dorn eine Schraubwirkung und damit eine Relativdrehung zwischen dem Dom und dem Lauf ausüben.
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