<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gehärteter Gewehrläufe und ähnlicher runder Gegenstände.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren ist in erster Linie zur Herstellung von Gewehrläufen bestimmt. Bisher wurden Gewehrläufe, insbesondere für Kriegsgewehre, vielfach dadurch hergestellt, dass die gewalzten oder geschmiedeten Läufe in besonderen Ofen hoch erhitzt, dann bei bestimmter Temperatur plötzlich abgekühlt wurden. Hiebei verlor der
EMI1.1
und verloren ihre scharfen Ecken, welche nach der Härtung schlecht oder gar nidlt wieder erzeugt werden können, weshalb die Stäbe zum Abdrehen viel grösser sein mul3ten. wodurch Material.
Zeit, Löhne usw. verloren gingen.
Ferner umgeben sich glühende Körper beim Einführen in kältere Flüssigkeiten, insbesondere in Wasser, bekanntlich mit einer Dampf- oder Gasschicht, welche ein sehr schlechter Wärmeleiter ist und welche bei ruhenden Werkstücken den schnellen Zutritt der Kühlnüssigkeit verhindert. daher ein schlechtes Härten bewirkt. So wurden z. B. Gewehrläufe beim bisherigen Härten all1 dicken Ende beim Abkühlen weicher als am dünnen Ende. während doch z. B. die Züge eines Gewehrlaufes am dicken Ende (Nähe der Kammer) am meisten verschleissen und daher besser hart wären.
Auch änderten die Werkstücke leicht ihre Form, bekamen Spannungen, was z. B. bei Gewehrläufen von grösstem Nachteil ist, da dadurch die Treffähigkeit der Waffe, insbesondere bei Schnellfeuer (Erhitzung), stark leidet.
Ist aber in dem hochempnndlichen Stahl der modernen Gewehrläufe von etwa 100 und
EMI1.2
entstanden, so können die sich dadurch ergebenden Schussfehler niemals durch Richten im kalten Zustand völlig beseitigt werden.
Das Härten von hochfeinen und durchaus gleichmässigen Massenartikeln, insbesondere von Kriegsgewehrläufen, ist daher gerade bei dem heutigen sehr empfindlichen Stahl eine schwere Kunst, die teuer und trotzdem nicht zuverlässig ist, so dass auch bei grösster Vorsicht
EMI1.3
Lauf den Schwingungen des Geschosses und dem Druck der Gase (beim Schuss) folgen kann und bei Schusshcmmungen nicht platzt, sondern sich nur aufweitet.
Das neue Verfahren soll diese Fehler der alten Verfahren beseitigen. Es beruht zunächst auf der vom Erfinder festgestellten Tatsache, dass runde, glühende Stahlwerkstücke kleineren Durchmessers sehr schnell gleichmässig und fehlerlos gehärtet werden, wenn die Abkühlung unter Druck erfolgt und dabei das Werkstück rotiert, wodurch gleichzeitig die Bildung einer das stück umhüllenden Gas- oder Dampfschicht vermieden wird, und wenn die Abkühlung dem
<Desc/Clms Page number 2>
Querschnitt, d. h. der jeweiligen Wärmemenge des Werkstückes entsprechend erfolgt. Dies wird z. B. am einfachsten dadurch erreicht, dass man (Fig. l : und 2) den glühenden Gewehrlauf a zwischen den rotierenden Walzen b und c unter Druck rotieren lässt.
Handelt es sich um Gewehrläufe mit gleichmässig verjüngtem Längs-oder Querschnitt, so hat man dann nur dafür zu sorgen, dass am dickeren Ende eine stärkere Abkühlung wie am dünnen Ende erfolgt und dass zwischen beiden Enden die Stärke der Abkühlung dem entsprechenden Querschnitt des Gewehrlaufes (Wärmemenge) zunehmend oder abnehmend erfolgt. Hiezu ist schon von vornherein in den Durchmessern des Laufes und der Walzen ein einfaches Mittel gegeben. Beträgt (Fig. 1) der Durchmesser des Laufes a am dünnen Ende 20 mm, am dicken Ende 30 mm und in der Mitte 25 mm, ist mithin der Gewehrlauf gleichmässig konisch, so muss der zugehörige Durchmesser der Walzen b und c (und der dritten Walze) überall mit derselben Ziffer multipliziert werden, um an allen Stellen des Laufes dieselbe Umdrehungszahl zu erzielen.
Hieraus folgt ferner, dass jeder Teil der Oberfläche des Laufes beim Rotieren entsprechend seinem Querschnitt (Wärmemenge) mit Kühlflächen, d. h. Kühlmengen in Berührung kommt. Da auch der Querschnitt des dünnen Endes des Laufes zu dem Querschnitt des dicken Endes genau im Verhältnis des Quadrates ihrer Durchmesser steht, so würde theoretisch zu folgern sein, dass sich das dicke Ende in derselben Zeit abkühlt wie das dünne, wenn die Temperatur der Walzen und des Gewehrlaufes überall gleich ist. Da aber das dicke Ende des Gewehrlaufes langsamer abkühlt als das dünne Ende, so muss der Unterschied auf andere Weise ausgeglichen werden.
Hiezu gibt es folgende Mittel : Entweder werden die Walzen am dickeren Ende stärker gekühlt, und zwar entweder von innen oder aussen. oder der Lauf wird am dicken Ende durch aufgespritzte Kühlflüssigkeit stärker gekühlt als am dünnen Ende, oder es wird durch Verstellung (Anpressung) der Walzen zuerst das dicke, dann das dünne Ende gekühlt oder es werden die genannten Mittel vereinigt. Diese sämtlichen Mittel sind durch praktische Erprobung festzustellen und lässt sich theoretisch eine Regel höchstens nur annähernd aufstellen.
Die nachfolgend beschriebene Vorrichtung ist aber so eingerichtet, dass sie sich jedem obigen Zweck anpassen lässt.
Das Aufspritzen von Flüssigkeit auf den zu härtenden Lauf oder auf die Arbeitsflächen hat ferner folgende Zwecke und Vorteile : Hat der Lauf durch Anpressen der Arbeitsflächen und Rotation seine fertige Gestalt (Durchmesser) erhalten, so hört natürlich der'Druck der Arbeitsflächen am Lauf auf, d. h. der Lauf rotiert nicht mehr, wird nicht weiter bearbeitet und gekühlt.
EMI2.1
des Laufes mit allen selbstverständlichen Nachteilen entstände bezw. der gewollte Zweck nicht erreicht würde. Dies muss natürlich verhütet werden.
Daher wird an den Lauf eine Kühlflüssigkeit angespritzt, welche den Lauf umhüllend den Kontakt zwischen Lauf und Arbeitsflächen wieder herstellt, so dass die Arbeitsflächen (falls nötig bis zum völligen Erkalten) ihre Kühlwirkung fortsetzen können, aber nur im Verein mit Kühlflüssigkeit.
Ferner wird der Lauf durch Abkühlen kürzer. Würden die Arbeitsflächen sich so fest unter hohem Druck an die äussere Wand anpressen, dass der Lauf nicht schrumpfen kann. so muss der Lauf an vielen Stellen reissen, d. h. völlig vernichtet werden. Daher ist die angespritzte und den Lauf einhüllende Kühlflüssigkeit ein einfaches Mittel, um alle folgenden Vorteile zu erreichen : Der Lauf kann erkalten und schrumpfen ohne zu reissen. die Bildung einer Gas-oder Dampfschicht, welche den Lauf einhüllt und Druck und Kühlung fernhält, wird verhindert und die Kühlwirkung kann durch beliebige Menge oder Temperatur (Wirkung) der Kühlflüssigkeit an beliebigen Stellen des Laufes jederzeit verstärkt, geschwächt oder ganz eingestellt bezw. geändert werden.
Der zuletzt genannte Umstand ist insbesondere bei Kriegsgewehrläufen deshalb ungemein wichtig, weil diese sowohl sehr hart wie zäh sein müssen, d. h. hohe Festigkeit und hohe Dehnung haben müssen.
EMI2.2
er gar nicht mehr zu bearbeiten ist, er müsste also durch ein besonderes Verfahren mit obigen Nachteilen wieder weich gemacht werden. Daher muss der Gehalt an Härtekohle gering sein und erreicht man die sonstige Härte moderner Gewehrläufe durch Beimischung von Nickel, Chrom, Mangan, Wolfram, Vanadium, Titan, Molybdän usw. Solche Stahlsorten in geeigneter
EMI2.3
muss die Kühlung vom dicken zum dünnen Ende hin dem jeweiligen Querschnitt und den Er- fordennssen der verwendungsart des Gewehrlaufes bezw.
Werkstückes entsprechend abnehmen bezw. angepasst werden.
<Desc/Clms Page number 3>
Stehen die Vorbedingungen einmal für dasselbe Modell fest, so hat man ein einfach unfehlbares Mittel, dieselben Werkstücke in beliebiger zahl in genau gleicher Beschaffenheit herzustellen und dabei die bisherigen Nachteile zu vermeiden und die obigen und nachfolgenden Vorteile zu erzielen. Bei den modernen Gewehrläufen ist es ferner vielfach wünschenswert, dass das dicke Ende härter wie das dünne Ende ist.
Ganz besonders muss betont werden, dass durch diese Walzung und Härtung der Gewehrlauf in mathematisch genaue Form gelangt, da er, unter Rotation und Druck gehalten, zwischen genau arbeitenden Walzen erkaltet, so dass der grosse Vorteil entsteht, dass im Gewehrlauf niemals einseitige Spannungen entstehen können, wodurch ein kostspieliges Richten oder Ausglühen völlig vermieden wird. Dies war bei allen bisherigen Härteverfahren trotz grösster Sorgfalt gar nicht zu vermeiden, und unzählige Schiessversuche beweisen, welchen grossen Nachteil solche
Spannungen haben.
Da ferner die Abkühlung des Laufes mit diesen Walz-und Kühlverfahren viel schneller als bisher erfolgt und durch Anwendung stark wirkender Kühlmittel und gleichzeitig schnelle Umdrehung der Walzen sogar augenblicklich erfolgen und dann plötzlich unterbrochen werden kann, so dass sich die Härtung nur auf einen bestimmten Teil des äusseren Querschnittes, nicht aber bis in das Innerste, d. h. in die Bohrung, erstreckt, so dass das Innere weich (ungehärtet) bleibt, so erreicht man obendrein folgende Vorteile : l. Beim Bohren des Gewehrlaufes arbeitet die Spitze des Bohrers stets in weichem Material, verschleiss wenig und braucht geringe Kraft.
Denn bekanntlich braucht die Spitze eines Bohrers einen grösseren Teil Kraft als die Flanken (Schneiden) eines Bohrers. Daher wurde auch die Spitze des Bohrers viel eher stumpf als die Flanken, wodurch teilweise das Schieflaufen der Bohrer entstand. 2. Da ferner die Spitze des Bohrers stets im weichen Material arbeitet, so folgt die Spitze dem weichen Material und verläuft mithin der Bohrer unter keinen Umständen schief. Dies Schiefbohren fand bisher um so leichter statt, je härter das Material im Innern der Läufe war. Ein Schief werden der Bohrungen mit allen schlimmen Folgen (Ausschuss oder kostspieliges Richten) ist nunmehr überhaupt ausgeschlossen.
Bekanntlich kann das Richten solcher schiefgebohrter Gewehrläufe (und das wurden sie bisher fast sämtlich) nur im kalten Zustande durch sehr geübte Arbeiter geschehen. Trotzdem verziehen sich kalt gerichtete Läufe beim Warmwerden (Schnellfeuer) stets wieder und ergeben dann stets schlechte Treffer. Alle diese Nachteile werden ebenfalls vermieden.
Bei Gewehrläufen mit ungleichmässiger Verjüngung und mit Ansätzen müssen die Walzen
EMI3.1
Es ist klar, dass der Gewehrlauf selbst nur eine einzige Umlauf zahl besitzen muss. sonst würde er verdreht. verwunden, zerrissen, rauh werden. Jede Walze muss in diesem Falle aus
EMI3.2
schieden sein von der Krümmung der dieselbe Laufstelle bearbeitenden beiden Gegenwalzen.
Es müssen diese Mantelflächen möglichst glatt sein und während des Walzens glatt bleiben.
Die sämtlichen Walzen sind entweder zwangläufig angetrieben, oder sie sind entweder teilweise angetrieben oder teilweise mit oder ohne Antrieb und werden dann durch Anpressung des rotierenden Laufes mitgeschleppt, was zum Ausgleich von Differenzen dient. Oder nachgiebige
Teile verbinden die angetriebenen losen Walzen und gleichen hiedurch geringe Umfangsgeschwindigkeiten aus. Oder es wird nur eine Antriebswalze verwandt, während beide Gegen- walzen aus einzelnen Schleppwalzen bestehen.
Selbstredend muss für gute Schmierung und
Kühlung sich gegenseitig reibender Stirnflächen der Emzelwalzen gesorgt werden, was von aussen und minen goschehen kann.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
der Walzen und Arbeitsflächen und ihre Wirkung und die Kühlwirkung auf den Lauf einmal fest, so erhält jedes Werkstück mathematisch genau dieselbe Form und Beschaffenheit" wie alle anderen.
Will man bei diesen Verfahren-insbesondere, wenn keine Kühlflüssigkeit verwandt wirddie Luft fernbalten, um die Oxydation des glühenden Stahllaufes mit Folgen zu verhindern, so braucht man nur zwischen den Walzen keinen Spielraum zu lassen, oder man versritieb den unvermeidlichen geringen Spielraum mit Passstücken. Oder die zu verarbeitenden Läufe mü en - im besonderen Walzverfahren - unter Luftabschluss hergestellt und unter Luftabschluss schnell und sicher vom Walzverfahren an diesen Härteapparat transportiert werden.
Werden die Walzen oder die Arbeitsflächen oder die Werkstücke oder alle während des Walzens mit Flüssigkeiten äusserlich gekühlt, so verhindern diese schon das Hinzutreten von Luft, da die Kühlflüssigkeit das Werkstück dicht umschliesst. Mithin muss die Oberfläche so, glatt werden, dass ein Abdrehen unnötig ist, d. h. alle Gegenstände können mit diesem Verfahren so genau gewalzt, kalibriert, geglättet und gehärtet werden, dass jede Nacharbeit überflüssig ist. Das bisherige Abdrehen, Schlichten, Polieren und Richten der Gewehrläufe erledigt das Verfahren mithin bis zur grössten Vollendung.
Statt rotierender Walzen können auch hin und her gehende Walzen oder hin und her gehende Flächen (Platten) oder Vereinigungen zwischen Walzen und Platten verwandt werden. In Fig. 5 ist z. B. eine Platte e, welche den Stab a mittels der Gegenplatte e1 profiliert und härtet, unter Anwendung obiger und nachfolgender Prinzipien. Die Platte e wird durch die Pleuelstange ,g und das Kurbelgetriebe f oder durch eine beliebige andere Vorrichtung hin und her bewegt. Ebenso kann Platte e1 festliegen und Platte e beliebig (durch Pleuelstange g) in den Pfeilrichtungen bewegt werden und umgekehrt.
Die Platte e kann durch eigenes Gewicht oder durch fremde wechselnde Belastung oder beliebige Mittel den erforderlichen Druck auf den Stab a während des Verfahrens ausüben, wobei die Platten e und el von innen oder aussen oder von innen und aussen nebst dem Stab a künstlich oder natürlich gekühlt werden unter Beobachtung obiger oder nachfolgender Prinzipien, wodurch der Stab (t gewalzt, kalibriert, geglättet und gehärtet wird.
In Fig. 6 liegt die Platte h2 fest oder ist beweglich, während die Walzen h und hl den Lauf a hin und her rollen und unter vor-und nachstehenden Prinzipien walzen, kalibrieren, glätten und härten. Die Belastung der Walzen h und/ (welche in der Regel wegen ihrer entsprechend kleinen Durchmesser geringes Gewicht haben) kann durch das auf der Pleuelstangej verschiebbare
Gewicht i beliebig erfolgen und ebenso durch Maschinen-Dampf-Wasserdruck bewirkt werden.
Im allgemeinen ist die Anwendung von Walzen vorzuziehen. Denn diese lassen sich leichter jedem und selbst schwierigen Profilen der Werkstücke anpassen sowie glatter, leichter und genauer herstellen, ebenso leichter kühlen, auswechseln, antreiben und führen. Diese Vorzüge fallen bei Platten teilweise fort. Im nachstehenden soll daher eine vollständige Vorrichtung mit Walzen laut Fig. 7 und 8 beschrieben werden. Die durch Zahnräder, Riemscheiben p sowie offenen und gekreuzten Riemen angetriebene Welle ni hat zwei Exzenter oder Kurbeln n, welche mittels stellbarer Pleuelstange o die Walze k dem Werkstück beim Anlassen nähern oder von ihm zwecks Unterbrechung des Walzens entfernen.
Die Walze k wird entweder durch die Gelenkkupplung X angetrieben, so dass die beiden Gegenwalzen l und P durch Reibung mitgeschleppt werden, oder die Gegenwalzen l und 11 besitzen ebenfalls unmittelbaren Antrieb (wie gezeichnet), was in vielen Fällen vorzuziehen ist. Ebenso können eine oder beide Walzen l und 1, 1 unmittelbaren Antrieb haben, so dass Walze k mitgeschleppt wird. Der Antrieb der Walzen k, . erfolgt mittels Stufen- scheiben y oder auf irgend eine andere Weise, jedoch so, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit beliebig durch bekannte Mittel auch während des Walzens verstärkt, vermindert oder verhindert.
EMI4.2
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
1. Das Walzen, Kalibrieren, Glätten und Härten lässt sich selbsttätig und augenblicklich beginnen und unterbrechen ; 3. die Stärke des Drucks und die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Länge des gesamten Verfahrens lässt sich genau der Stahlsorte entsprechend einstellen, beginnen und unterbrechen ;
3. alle Bewegungsänderungen erfolgen selbsttätig. nachdem der Führer nur eine Bewegung des Steuerhebels (Einrückung) gemacht hat. Mithin ist das Verfahren von der Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit des Führers völlig unabhängig.
Hieraus ergeben sich die Vorteile, insbesondere für Gewehrläufe, dass alle oben erwähnten Fehler der bisherigen Walz- und Härteverfahren völlig vermieden werden, jedoch die in vorstehender Beschreibung aufgeführten sämtlichen Vorteile mit geringstem Arbeits-, Zeit-, Kraft-und Kostenaufwand sowie mit ein- fachsten, dauernd zuverlässigen Mitteln erreicht werden.