CH308295A - Geschützrohr und Verfahren zur Herstellung desselben. - Google Patents

Geschützrohr und Verfahren zur Herstellung desselben.

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CH308295A
CH308295A CH308295DA CH308295A CH 308295 A CH308295 A CH 308295A CH 308295D A CH308295D A CH 308295DA CH 308295 A CH308295 A CH 308295A
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Inventor
Berghaus Elektrophysi Bernhard
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Berghaus Elektrophysik Anst
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41AFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A21/00Barrels; Gun tubes; Muzzle attachments; Barrel mounting means
    • F41A21/22Barrels which have undergone surface treatment, e.g. phosphating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description


      Geschützrohr        und   <B>Verfahren zur</B>     Herstellung        desselben.       Es ist bekannt, dass die heute üblichen  Feuerwaffen     und    die Schiessverfahren, die  mittels     derartiger    Feuerwaffen abgewickelt  werden, vom energetischen Standpunkt aus  höchst mangelhaft sind. Nur ein Bruchteil der  von den Treibgasen     entwickelten    Energie  wird auf das eigentliche Geschoss als Bewe  gungsenergie übertragen, während der grö  ssere Teil der Energie in Form von Wärme-,  Licht- und Schallerzeugungen, Reibung so  wie vor     allem    durch wirkungslose Abgase     in.     Verlust. gerät.

   Diese Verluste haben den be  sonderen Nachteil,     da.ss    sie sich ihrerseits wie  der zu einem grossen Teil in Werkstoff  zerstörungen und     Werkstoffschädigtingen        Lun-          setzen,    indem sie die Temperatur der     Ge-          sehützrohrwandungen    auf Werte steigern, bei  denen das Gefüge der diese Wandungen bil  denden Werkstoffe weitgehend verschlechtert  wird. Dazu kommt, dass die Drücke mehrere  tausend Atmosphären Überdruck betragen,  dass die Treibgase den Werkstoff chemisch an  greifen und dass in thermischer Beziehung die  heissen Explosionsgase Korrosionen und Ero  sionen des Werkstoffes hervorrufen. Schliess  lich sind die Einwirkungen des Geschosses  selbst zu beachten.

   Die Führungsringe des  Geschosses müssen deformiert werden; es tre  ten dadurch an den Kanten der Züge und  Felder hohe     Kantenpressungen    auf, die in  Verbindung mit der entstehenden Reibung  und den erwähnten Drücken und Geschwin  digkeiten zunächst zu     Zermürbungen,    Aus-         bröckehingen    und     schliesslich    zu     Ausbrüchen     des Werkstoffes     führen.     



  Die mit den letzten     Entwicklungen    der  Waffentechnik     verbundene,        springhafte    Er  höhung der     Schusszahl    je     Zeiteinheit,    die vor  allem durch die wachsende     Geschwindigkeit     der Ziele bedingt ist, ohne     däss    Beschränkun  gen durch je Zeiteinheit     durchführbare        Lade-          und        Verschlussvorgänge    eintraten, weil man  diese mechanisch     abzuwickeln        verstand,

      brachte  eine potenzierte Steigerung der     genannten    Be  anspruchungen mit sich, so dass bei den heute  gebräuchlichen Kadenzen Lauf     und    Rohr nach  einer     Schusszahl    ausgewechselt werden müs  sen, die überraschend     geringfügig    ist und  Werte erreicht, bei denen die     Anwendbarkeit     der Waffe selbst in Frage gestellt     wird,    weil  gerade bei Geschützen die Anzahl der mit  zuführenden Rohre zu selbst im Rahmen eines  modernen Krieges problematischen Kosten  und Transportschwierigkeiten führen würde,  abgesehen von den Feuerpausen, .die durch  einen Rohrwechsel entstehen und die aus tak  tischen Gegebenheiten heraus unter einem be  stimmten Minimum bleiben müssen.

    



  Es trat daher das natürliche Bestreben  auf, durch geeignete Ausbildung des Laufes  oder des Rohres diese erhöhten Beanspruchun  gen auszugleichen. Das geschah zunächst,  indem man zu immer     höherwertigen    Werk  stoffen, legierten und hochlegierten Stählen  bei der Herstellung derartiger Feuerwaffen      überging, wobei auch metallurgische, thermi  sche und     chemische        Vergütungsverfahren     neben einem besonderen, mechanischen Auf  bau der Läufe und Rohre     Anwendung    landen.

    Später versuchte man, durch Überzüge,     -wie          Hartverchromung    der Läufe und Rohre, die       Lebensdauer    während der     Zeitspanne    zu ver  grössern, in der die Feuerwaffe zielgenau ar  beitet. Da jedoch,     dabefi    kein einheitlich  metallischer, homogener Verband zwischen  Schicht und Werkstoff zu verwirklichen war,  konnten derartige Vorschläge keinen Erfolg  bringen und damit Eingang in die praktische  Waffentechnik finden.

   Eine weitere     Entwiek-          lung    kennzeichnet sich dadurch, dass Büchsen  aus     hochwarmfesten    Stoffen, aus     sogenann-          ten        Gasturbinenstählen,    eingezogen werden.  Jedoch entspricht auch     hier    das Ergebnis  nicht dem Aufwand, abgesehen .davon, dass  erhebliche Schwierigkeiten hinsichtlich der  erforderlichen     Herstellungsgenauigkeiten    zu       überwinden        sind.     



  Unter den     Vergütungsverfahren        könnte     bei der     ersten    Betrachtung auch die     Nitrie-          rung,    das heisst eine     Stickstoffanreicherung     in den beanspruchten     Werkstoffstücken,    in  Frage kommen, da man     nitrierte    Teile     -wegen     ihrer gesteigerten Gleit- und     Führungseigen-          schaften    in der     Maschinentechnik    bereits an  wendet. Jedoch musste jede weitere Über  legung dazu Anlass geben, diese Möglichkeit  als ungeeignet zu verwerfen.

   Es ist     bekannt,     dass sich     Eisennitrid    bereits bei Temperaturen  von 300  zersetzt. Da die Beanspruchungs  temperaturen bei Feuerwaffen ein Mehrfaches  dieses Wertes betragen, ist somit nicht zu er  warten, dass die durch eine     Nitrieriung    zu er  zeugenden     Eisennitridschichten    die Lebens  dauer     eines    einzigen Abschusses überdauern.

         i    Dazu     kommt,        dass    die in der Maschinentechnik  erwünschte Härtesteigerung der Werkstoff  oberfläche die Gefahr der     Versprödung    mit  sich bringt, so dass     derartig    harte und spröde  Schichten a     priori    als ungeeignet auszuschei  den haben.     Schliesslich    ist in der     Ballistik    die       Meinung    vertreten, dass die im Lauf bzw.

   im  Rohr     in.        Wärme    umgesetzte Reibungsenergie  noch nicht     eins    vom     Hundert    der in den    Treibgasen enthaltenen Gesamtenergie be  trägt, so dass es offensichtlich zwecklos zu  sein scheint, durch eine     Verbesserung    der  Gleit- und Führungseigenschaften des Werk  stoffes in bezug auf das Geschoss nennens  werte Fortschritte erzielen zu können.  



  Eine weitere Überlegung führt dabei zu  einer Differenzierung zwischen den Läufen  für leichte     Infanteriewaffen,    wie Maschinen  gewehre, und Geschützrohren, wie sie etwa  mit einem Kaliber von 16 mm, insbesondere  20 mm, ab aufwärts Anwendung finden.  Diese Differenzierung findet ihre Ursache in  den abweichenden Verhältnissen     zwischen     Durchmesser der Bohrungen (Seele) und den  Wandstärken von Läufen und Rohren. Wäh  rend dieses Verhältnis bei den erwähnten  Waffen unter 16 mm Kaliber in der Grössen  ordnung bis etwa 1 : 5 liegt, verändert es sich  bei den höheren Kalibern auf 1: 3 und mehr.  Als Folge tritt eine qualitative Änderung in  der Art der Lauf- bzw. Rohrschäden auf.

    Während diese bei den kleinkalibrigen Waffen  hauptsächlich auf thermische Einflüsse zu  rückzuführen sind,     überwiegen    bei den grösse  ren Kalibern ab etwa 16 mm, vorzugsweise  20 mm, das heisst bei den Geschützrohren, die  Schäden durch Korrosionen, Erosionen und  chemische Angriffe.

   Die auf     vorwiegend    ther  mische Ursachen zurückgehenden Schäden  werden damit weitgehend unabhängig von  dem Mechanismus und     Chemismus    der Vor  gänge, die sich zwischen     geschossführenden          Laufflächen    und Geschoss selbst abwickeln, so  dass sie für die Frage, ob durch     Nitrierung     von Läufen erhebliche technische Fortschritte  zu erzielen sind oder nicht, zunächst ausschei  den.

   Dagegen konnte man die     Nitrierung        ge-          schossführender    Flächen von Geschützrohren  aus diesem Grunde als in Betracht     kommend     ansehen, wenn die     Nitrierung    selbst nicht aus  den vorher dargelegten Gründen als völlig  aussichtslos hätte betrachtet werden müssen,  ganz abgesehen von der Schwierigkeit, Werk  stücke von den     Dimensionen        lind        wechsehiden          Wandstärken    moderner Geschützrohre aller  Kaliber im Verlauf der     Behandlung    auf hohe,

    völlig gleichmässige und unter dem Umwand-           lungspunkt    bleibende Temperatur erhitzen zu  müssen.  



  Entgegen den dargelegten fachmännischen  Überlegungen und Vorurteilen angestellte,  praktisch durchgeführte Versuche haben je  doch ergeben, dass ein gänzlich unvorherseh  barer und in seinen Ausmassen völlig über  raschend grosser technischer Fortschritt durch       Nitrierung    des Werkstoffes von Geschütz  rohren an     geschossberührten    Flächen zu er  zielen ist.  



  Bekanntlich     wird    bei der Prüfung von       (--#'eschützrohren    von den     taktischen    Gegeben  heiten ausgegangen, die u. a. auch darin be  stehen, dass nach einer Anzahl von Schüssen  nachgerichtet werden muss. Da die betrach  teten Geschütze hoher Kadenz hauptsächlich  zur Flieger- und Panzerabwehr Anwendung  finden, ist z.

   B. davon auszugehen, dass nach  einer .Serie von Schüssen bei den in Betracht  kommenden Kadenzen eine längere Pause da  durch eintritt, dass das Geschütz das nächste       Flugzeug    oder den nächsten Panzer als Ziel       annimmt.    Unter     Berücksichtigung    dieser Ge  sichtspunkte, die zur Festlegung bestimmter       Prüfanforderungen        führten,    konnte die Zahl  der Schüsse, bei denen infolge Auftretens von  Querschlägen eine-Streuung in den Treffern  eintritt, auf einen Wert gebracht werden, der  mindestens um fünfzig vom Hundert ober  halb der Werte liegt, die mit Geschützrohren  zu erzielen waren,

   bei denen sämtliche bis  jetzt bekannten Hilfsmittel der metallurgi  schen und ballistischen Techniken     Aniven-          dung    gefunden haben. Durchwegs wurde die  erwähnte     Schusszahl    sogar auf das Zwei- bis  Dreifache der bisher normalerweise erreich  baren Werte erhöht. Durch Anwendung be  sonderer Arbeitsweise, die weiter unten im  einzelnen erörtert werden, lassen sich die er  wähnten Mundest- und Mittelwerte bis auf  das Zehnfache der bisher     erreichbaren    Zahlen  und darüber hinaus steigern.  



  Die Ursachen dieses entgegen jeder     fach-          n)ännischen    Voraussicht eintretenden Er  folges sind noch nicht     völlig    aufgeklärt. Es  darf jedoch angenommen werden,     .dass    neben  der gesteigerten Härte der Oberfläche der    gleichmässige Verband der nitrierten     SchiQh-          ten    mit dem     Grundwerlvstoff    zu einem vom  Festigkeitsstandpunkt besonders guten Zu  sammenhang führt, wobei der radiale Wärme  fluss vor allem nicht durch Stossfugen,     okklu-          dierte    Gashäute und sonstige, heterogene  Schichten behindert ist.

   Dazu kommt, dass  Zersetzungstemperaturen für im Kornver  band eines legierten Stahls eingelagerte Ni  tride der verschiedensten Bildungsstufen we  sentliche Unterschiede gegenüber     bekannten     Zersetzungstemperaturen gleicher, aber freier  chemischer Verbindungen aufweisen, wobei  ,die     Zersetzungen    nur in einem Ausmass auf  treten, das auf dünne, möglicherweise sogar  molekulare Schichten begrenzt bleibt.

   Offen  sichtlich bildet sich dabei. durch die auftre  tenden     Zersetzungen    ein Gaspolster aus, auf  dem das Geschoss im Rohr gleitet. -Dadurch       werden    die     Reibungs-,        .Gleit-        und    Führungs  verhältnisse zwischen Rohrwandung und Ge  schoss vermutlich sprunghaft verbessert, - so  dass es zu den erwähnten, überraschend hohen       Schusszahlen    kommt.

   Eine weitere, hier spezi  fische Eigenart, die sich bei den Untersuchun  gen zeigte, die     zu    diesen hohen     Schusszahlen     führten, besteht darin, dass der Bereich zwi  schen den     Schusszahlen,    bei denen Streuung  einerseits und die ersten Querschläger ander  seits auftreten, nicht nur in das Gebiet der  hohen     Schusszahlen    verschoben, sondern selbst  auch ausserordentlich eingeengt wird.

   Wäh  rend beispielsweise bei unbehandelten Läufen  die     Streuung    bei einem Werte x     auftrat,    dem  gegenüber die ersten Querschläger bei etwa  3     #    x auftraten, verschieben sich die entspre  chenden Zahlen bei nitrierten Läufen auf  0,8<I>y</I> und 1,0<I>y,</I> wobei<I>y</I> mindestens 5 x war.  



  Das     erfindungsgemäss    ausgebildete Ge  schützrohr ist dadurch     gekennzeichnet,    dass  der Werkstoff des Geschützrohres an     geschoss-          berührten    Flächen     Stickstoffanreicheinulgen     aufweist.  



  Unter     geschossberührten    Flächen sind da  bei Flächen verstanden, die mit dem     Ge-          sehoss,    das heisst dem beim Abschuss durch das  Rohr getriebenen Munitionsteil, oder mit dem  Geschoss verbundenen Teilen, wie Führungs-      ringen, zur Berührung kommen. Geschoss  berührt ist somit das     Geschosslager    und der  Teil des Rohres, der sich an dasselbe an  schliesst. An diesen Flächen des Geschütz  rohres treten erfahrungsgemäss in besonders  hohem Ausmass Korrosionen, Erosionen und  chemische Angriffe auf. Daher werden na  mentlich diese     geschossberührten    Flächen er  findungsgemäss     Stickstoffanreicherungen    auf  weisen.  



  Der     Werkstoff    des Geschützrohres kann an       geschossberührten    Flächen auch noch Anrei  cherungen von andern Elementen als Stick  stoff aufweisen. So ist es bekannt,     .dass    es sehr  schwierig ist, Stickstoff, ihn enthaltende Mi  schungen oder Stickstoff enthaltende Verbin  dungen sowie Gemenge aus diesen völlig frei  von andern Elementen zu erhalten. Tritt     als     derartiges Element beispielsweise Kohlenstoff  auf, so     kann    eine sogenannte     Carbonitrierung     eintreten.

   Auch diese     Nitrierung    ist in be  stimmten Fällen     vorteilhaft,    ohne dass die     An-          ivendung    eines Verfahrens ausgeschlossen  wäre, das     zu    reinen Stickstoffanreicherungen  führt. Weiter kann es     zweckmässig    sein, dass  der Werkstoff des Geschützrohres an     geschoss-          berührten    Flächen Gehalte an die Anreiche  rung von Stickstoff begünstigenden Stoffen  aufweist.

   Als derartige Stoffe kommen insbe  sondere Aluminium, Chrom, aber auch Mo  lybdän in Betracht, ohne dass diese Aufzäh  lung     die    sogenannten     Nitridträger    erschöpfend  erfassen würde. Aus denselben Gründen kann  der     Werkstoff    des Geschützrohres auch Ge  halte von Stoffen aufweisen, die die Anrei  cherung an andern Elementen als Stickstoff,  wie beispielsweise Bor, Chrom oder     derglei-          ehen,        begünstigen.    Im Sonderfalle sind also       geschossberührte    Flächen eines Geschützrohres  nitriert.

   Die Stickstoffanreicherung kann da  bei aus der festen Phase erfolgen, indem bei  spielsweise das Geschützrohr in Stickstoff  enthaltende Verbindungen, Mischungen oder  Gemenge aus diesen eingepackt und dann er  hitzt     wird.    Es besteht die weitere Möglichkeit,  die     Stickstoffanreicherung    aus der flüssigen  Phase erfolgen zu lassen. Das geschieht bei  spielsweise durch Anwendung von Cyanid-    Bädern für das Geschützrohr. Schliesslich  kommt die Stickstoffanreicherung aus der  Gasphase in Betracht.

   Das geschieht beispiels  weise dadurch, dass das Geschützrohr nach       FR.Y    gasnitriert wird.     Jedoch    ist man nicht  an diese     Gasbehandlung    gebunden, sondern  die Anreicherung kann auch mittels einer       ionisierten    Gasphase erfolgen. Hierzu kann  die     Nitrierung    mittels Gasentladungen, insbe  sondere Glimmentladungen, in einer Stick  stoff- oder stickstoffhaltigen Atmosphäre       durchgeführt    werden.

   Diese Arbeitsweise hat  eine Reihe massgebender weiterer Vorteile, so       class    sie vorzugsweise in Betracht     kommt    und  besonders behandelt werden soll, während Ni  trierungen nach den     andern-    Arbeitsvisen       -weitgehend    bekannt sind und ausserdem be  stimmte Eigenarten haben, nach denen sie je  weils in Betracht kommen oder ausgeschlos  sen sind.  



  Die     Glimmnitrierung    ermöglicht ausser  ordentlich gleichmässige     Anreicherungen    der  in Betracht kommenden Werkstoffschichten  an Stickstoff. Die Behandlungstemperatur  kann dabei mit Sicherheit unterhalb der Um  wandlungstemperatur von Stahl gehalten wer  den, so dass unerwünschte oder gar schäd  liche Gefügeänderungen ausgeschlossen sind.  Die Behandlungszeiten sind     ausserdem    gegen  über andern Verfahren meist wesentlich ver  kürzt. Die Temperaturerhöhung beschränkt  sich im wesentlichen auf die behandelten  Schichten und klingt nach dem Werkstoff  kern zu stark ab, so dass dieser fast unbeein  flusst bleibt.

   Der Verbrauch an elektrischer  Energie und an chemischen Behandlungs  stoffen ist verhältnismässig gering, so dass das  Verfahren äusserst wirtschaftlich selbst dann  wird, wenn Geschützrohre grössten Ausmasses  zur Behandlung kommen. Die Oberflächen  härte, die durch die     Nitrierung    gesteigert  wird, kann ganz allmählich zum Kern des  Werkstoffes zu abfallen. Dabei entstehen  keine heterogenen Schichten, sondern der me  tallurgische Gefügeverband bleibt voll erhal  ten. Dadurch wird die Wärmeabfuhr, wie be  reits oben erwähnt, besonders günstig, so     da.ss     auch die mechanische Festigkeit und Bean-           spruchbarkeit    der behandelten Werkstoffe       ungeändert    bleiben.

   Derartige     Nitridschichten     haben auch eine gesteigerte Widerstands  fähigkeit gegen chemischen Angriff. Über die  Herabsetzung der Reibung ist bereits oben  das Erforderliche gesagt worden. Die für das       Dreistoffsystem        Eisen-Kohlenstoff-.Stickstoff     kennzeichnende     Epsilon-Phase,    die besonders  spröde ist und zu Absplitterungen neigen  würde, wenn sie erzeugt würde, kann bei An  wendung dieser Arbeitsweise überhaupt ver  mieden werden.  



  Bei Durchführung der zuletzt erwähnten  Arbeitsweise wird man     zweckmässig    von allen  Verfahrensmassnahmen Gebrauch machen, die  in     Verbindung    hiermit bereits vorgeschlagen  worden sind, um besonders günstige Ergeb  nisse zu. erzielen. Verwiesen wird auf das  Schweizer Patent Nr. 291360, in welchem vor  geschlagen     -wurde,    den Verlauf der     Glimm-          entladung    periodisch zu ändern und zu diesem  Zwecke vorzugsweise eine elektrische Bestim  mungsgrösse periodisch zu variieren, indem  beispielsweise die Gasentladung     impulsge-          steuert    wird.

   Ferner ist das Schweizer Patent  Nr. 291362 zu nennen, nach welchem bei mit  einer     kathodischen        Werkstoffzerstäubung    ver  bundenen     Glimmentladungen    das Ausmass der       Kathodenzerstäubimg    . durch spätestens im  Einwirkungszeitpunkt, erfolgende Zusätze  mindestens eines die     Kathodenzerstäubung     beeinflussenden, die     Nitrierung    aber nicht be  einträchtigenden weiteren Stoffes zur Stick  stoffatmosphäre im     Gasentladungsraum        be-          einflusst    werden kann.  



  Die Zeichnung     zeigt    ein Ausführungs  beispiel einer Anlage, in der ein Geschützrohr  mittels Glimmentladungen in einer Stickstoff  atmosphäre nitriert werden kann.  



  Es bezeichnet 1     Glas    Innere der     Gasentla-          dtingskammer,    die aus dem Boden 2 und der  Haube 3 besteht. Das Bodenstück 2 trägt die  schematisch dargestellte Stromeinführung, die  aus dem Isolierteil 4 und dem     kühlmittel-          durchströmten        Elektrodenteil    5 zusammen  gesetzt ist.  



  Als Stromquelle ist ein     Dreiphasengleich-          rieliter    dargestellt worden, der den Speise-         transformator    6, drei     Gleichrichterrö1iren    7,  8, 9 sowie in üblicher Weise den induktiven  Phasenschieber 10 zur     Gittersteuerung    der  Röhren 7, 8, 9     umfasst.    Die     Speisung    des       Cleichrichters    erfolgt an den Klemmen 11,  12, 13, von denen aus auch Verbindungen  zum Hilfsgleichrichter 14 sowie zu den An  schlüssen des Phasenschiebers 10 ausgehen.

    Die vom Hilfsgleichrichter 14 gelieferte  Gleichspannung dient nach     Siebung    mit den  üblichen Drosseln und Kondensatoren 15 zur  zusätzlichen Speisung der     Gleichrichterröhren     7, 8 und 9 über ein     Potentiometer    16 und  einen Umschaltkontakt 17. Der positive Pol  des Gleichrichters ist über die     Leitung    18 an  die     als        Anode    dienende     Begrenzungswand    2, 3  angeschlossen. Die im Boden 2 angeordnete ,  Kathode 5 ist über die Leitung 19 mit dem  negativen Pol des Gleichrichters verbunden.

    Der Umschaltkontakt 17 steht über den  Schwinghebel mit Rolle 20 unter dem Ein  fluss     einer        Noekenscheibe    21, die über Elektro  motor 22 mit Reduktionsgetrieben 23, 24 in  Umdrehungen versetzt wird. Befindet sich die  Rolle 20 des Schwinghebels in angehobener  Stellung, so erhalten die     Steuerelektroden    der       Gleichrichterröhren    7, 8, 9 über Kontakte     17.-          und    25 eine höhere negative     Vorspanntmg    als  bei nichtangehobener Rolle 20, wobei über       Kontaktteile    17     und    26 eine kleinere, am Po  tentiometer einstellbare,

   negative Spannung  den Steuerelektroden zugeführt wird. Die ,       Nockenscheibe    21 besteht dabei aus zwei ge  geneinander     verdrehbaren    Teilscheiben, von  denen jede eine     Nockenerhebung    mit einer im  Bogenmass     gemessenen,    ,peripheren Länge von  180  besitzt.

   Beide -Teilscheiben sind gegen- ,  einander     verdrehbar,    so dass es möglich ist,  die Zeitdauer des     Anhebens    des Schwing  hebels 17, 20 beliebig     einzustellen.    Durch  diese Massnahme wird das Verhältnis Impuls  länge zur -pause     verändert,    während durch ,  den Widerstand 27 eine     Beeinflussung    der  Drehzahl des Motors 22 möglich ist, somit die       Frequenz    der Impulsfolge     voreinstellbar    ist.  



  Es besteht     also    mit den gezeigten und be  schriebenen Mitteln die Möglichkeit, dem Gas  entladungsraum     Stromimpulse    der verschie-           densten    Frequenz und mit beliebigen Ver  hältnissen zwischen Impulsdauer und Impuls  pause zuzuführen. Ausserdem ist es mit Hilfe  des     Potentiometers    16 möglich, während der       Impulspausen    den Strom völlig auf den Wert  Null zu reduzieren oder ein einstellbares       Grundniveau    des Stromes aufrechtzuerhalten,  das durch Impulse verstärkt wird.    Bei 28 ist eine     Evakuierungspumpe    vor  gesehen, die vom Elektromotor 29 aus ange  trieben wird.

   Die     Evakuierungspumpe    28  steht mit dem Raum 1 über Leitung 30 in  Verbindung. Durch eine Absperreinrichtung  31 kann die     Evakuierungspumpe    gegen den       Gasentladungsraum    völlig abgeschlossen wer  den. In diesem Falle dient das Nadelventil  32, das im     Nebenschluss    zu Absperrventil 31  angeordnet ist, zur     Verminderung    der abge  saugten Gasmenge, um beliebige Drücke im       Entladungsraum    1 einstellen zu können.  



  In der Gasflasche 33 befindet sich unter  hochgespanntem Druck stehender Stickstoff  oder Ammoniak, in der Flasche 34 ein     unter     hohem Druck befindliches Edelgas, z. B.  Argon,     Krypton    usw. Der Flasche 33 nach  geschaltet ist ein     Reduzierventil    mit     Druck-          anzeigeeinrichtungen    35. Die auf diese Weise  eingestellte Stickstoffmenge wird über Lei  tung 37 einem Wechselventil 39 zugeführt,  dessen     Steuerküken    mit Hilfe des Kurbel  triebes 40 vom Elektromotor 41 aus angetrie  ben wird.

   Der     Elektromotor    41 steht unter  dem Einfluss eines Regulierwiderstandes 42,  so     dass    seine Drehzahl, die über das Reduzier  getriebe 43 auf das Wechselventil 39 herab  gesetzt zur Wirkung     kommt,    beliebig einstell  bar ist. Auf diese Weise kann die Frequenz,  mit der dem     Behandlungsraum    1 bestimmte,  durch das     Reduzierventil    35     voreinstellbare          Stickstoffmengen    je Zeiteinheit zuzuführen  sind, in beliebiger Weise verändert werden.

    Mit dem Wechselventil 39 auch verbunden ist  die     Leitung    38, die zur Zuführung der zuzu  setzenden     Edelgasmenge    dient, die über die       Reduzierventilanordnung    36 mit den entspre  chenden     Druckanzeigevorrichtungen    ebenfalls       voreinstellbar    ist. Das Wechselventil 39 ent-         lässt    also zur Leitung 44 abwechselnd hinter  einander bemessene Stickstoff- und Edelgas  mengen, die in der angegebenen Weise dosiert  worden sind.

   Eine noch weitergehende Beein  flussung der Entladung durch Druckvariatio  nen findet im rhythmisch gesteuerten Nadel  ventil 45 statt, das unter dem Einfluss einer       Nockenscheibe    47 steht, die über das     Redu-          ziergetriebe    48 vom Elektromotor 49 aus in  Umdrehungen versetzt wird. Der Elektromotor  49 steht wieder unter dem Einfluss eines Re  gulierwiderstandes 50, so dass, der Häufigkeit  des     Behandlungswechsels    entsprechend, die  Frequenz der Druckimpulse veränderlich ein  stellbar wird, die den     Behandlungsgasen        über     das     rhythmisch    gesteuerte Nadelventil 45 er  teilt werden.

   Die Gase strömen durch das  Zuleitungsrohr 46 in den Rezipienten.  



  Naturgemäss können an die Stelle dieser  einfachen Anordnung für den Fall, dass noch  weitergehende Anforderungen an die Genauig  keit der Dosierung gestellt werden,     Einrich-          tungen    treten, die eine noch genauere Dosie  rung ermöglichen. So könnte die Nadelventil  steuerung 45, 47, 48, 49 hinter den Reduzier  ventilen 35 und 36 bereits in den Zuführungs  leitungen 37     und    38 vorgesehen sein, so dass  die Bemessung der beiden Gasanteile unab  hängig voneinander erfolgt     und    damit die Ge  nauigkeit der Abmessung vergrössert wird.  Die     Nockenscheibe    47 kann auswechselbar  sein.

   An die Stelle der Drosselregelung kann  eine     volumetrisch    wirksame Regelung treten,  so dass     die        Mengenregulierung    unabhängig  von der jeweiligen Spannung der Gase wird.  Es hat sich jedoch gezeigt, dass mit der dar  gestellten vereinfachten Anordnung eine ge  nügend freie     Einstellbarkeit    des Zusatzstoffes  gegenüber dem Stoff möglich ist, der zur Er  zeugung der Haupt- oder     Grundbehandlungs-          atmosphäre    erforderlich ist oder als solche  dient.  



  Die .Speisung der Motoren 22, 41 und 49  erfolgt unter Zwischenschaltung der bereits  erwähnten Regulierwiderstände 27, 42 und 50  von den Stromanschlüssen 51,     .52    aus.  



  Das zu behandelnde Geschützrohr selbst.  ist mit 53 bezeichnet und wurde als einfacher           Zylinder    veranschaulicht; es ist mit der Ka  thode 5 verbunden     und    unterliegt somit der       Nitrierung    in der ionisierten     Gasatmosphäre.     Das Werkstück unterliegt auch einer     kathodi-          sehen        Abstäubung,    die in der dargestellten  Weise so eingestellt werden kann, dass etwaige,  durch die     Nitrierutng    eintretenden     Dimensio-          nierungsänderuzngen    völlig ausgeglichen wer  den,

   wenn auf absolute     Masshaltigkeit    des  Werkstückes Wert gelegt wird. Entsprechend  einer Verminderung der Anforderung kann es  naturgemäss auch genügen, nur einen Teil der  Volumenzunahme auszugleichen. Es kann vor  teilhaft oder notwendig sein, einen Teil des  Rohres von der     Nitrierung    auszunehmen, falls  z. B. eine nachträgliche Bearbeitung nötig ist.  Im     Ausführungsbeispiel    ist eine derartige       .Massnahme    - am V     erschlussstück    schematisch  gezeigt.  



  Das Geschützrohr 53 zeigt bei 54, also  beim     Verschlussblock,    eine topfförmige Ab  schirmung. Der Topf 54 ist dabei durch me  tallische Verbindung über die Stützen 55, 56  mit der Bodenplatte 2     anodisch    geschaltet.  Dadurch, dass er das Werkstück mit kleinem  Abstand umgibt, wird im Bereiche des Topfes  die Glimmentladung unterdrückt. Die Ka  thode 5 selbst ist gekühlt. Sie ist zu diesem  Zwecke als Hohlzylinder ausgeführt, der an  seinem untern Ende     Anschlussstutzen    für die       Kühlmittelzufuhrleitung    57 und für die       Kühlmittelabflussleitung    58 bildet.  



  Die Zeichnung zeigt weiter Einrichtungen,  um den Verlauf der Gasentladung bestim  mende Grössen in selbsttätiger Abhängigkeit  vom Temperaturzustand des Geschützrohres  zu regeln. Zu diesem Zwecke ist ein Tempe  raturfühler 59 in Form eines     Thermoelemen-          tes    in das Innere des     Werkstückhalters    ein  geführt. Der erzeugte     Thermostrom    wird über  die Leitungen 60, 61 dem Anzeigeinstrument  62 und über diese einem Steuerrelais 63 zu  geführt. Das Steuerrelais beeinflusst durch  Kurzschliessen des variablen Widerstandes 64  den Strom, der über     Leitung    19, 18 dem Ent  ladungsgefäss zugeführt wird.

   Sinkt beispiels  weise die Temperatur des Geschützrohres 53  unter einen bestimmten Wert, so wird über    die     'feile    59, 62 des Stromkreises das Relais  63 so beeinflusst, dass seine Kontakte geschlos  sen werden. Infolge der dadurch eintretenden       Überbrückung    des Regulierwiderstandes 64  tritt eine vermehrte Energiezufuhr und damit  eine     Temperaturzunahme    des Werkstückes  auf.

   Wird ein gewisser Temperaturzustand  des Geschützrohres überschritten, so erfolgt  auf dem gleichen Wege     Öffnung    der Kontakte  des Relais 63 -Lind damit     Einschaltung    des  Widerstandes 64     und    in dessen Folge Herab  setzung der dem     Entladungsgefäss    zugeführ  ten Leistung. Dieser Vorgang wiederholt sich  periodisch, so dass die     Geschützrohrtempera-          tur    um einen bestimmten Mittelwert in klei  nen einstellbaren Grenzen pendelt.  



  Der,bei der Beschreibung des Ausfüh  rungsbeispiels erwähnte Zusatz von Edelgas,  insbesondere Krypton, aus .der Flasche 34  kann dazu dienen, eine bei -der     Nitrierung     auftretende     unerwünschte    Volumenvergrösse  rung eines Werkstückes durch Intensivierung  der     Abstäubung    auszugleichen. Je nach Lage  des Falles und bei geringer     Volumenzunahme     kann es genügen, der Behandlungsatmosphäre,  im     Beispielsfall        NH3,    nur weitere Stickstoff  mengen zuzusetzen.

   Dieser Stickstoffanteil  zeigt keinerlei unerwünschte Nebenwirkun  gen, da     Stickstoff    in der dissoziierten     NI-I.3-          .Atmosphäre    sowieso vorhanden und atomarer  Stickstoff     Reaktionsteilnehmer    ist. Findet im  Prozess dagegen eine     zu    grosse     Zerstäubung     statt, so kann man eine geringere     Abstäu-          bung    dadurch erreichen, dass aus der Flasche  34 Heliumgas zugeführt wird.

   Da bei der  Dissoziation von Ammoniak gleichzeitig  Wasserstoff auftritt, kann in analoger Weise  eine eventuell erwünschte verminderte     Zer-          stäu        bung    durch Dosierung eines -Wasserstoff  zusatzes aus der Flasche 34 erzielt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Geschützrohr, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Geschützrohres an ge- schossberührten Flächen Stickstoffanreiche rungen aufweist. Il. Verfahren zur Herstellung von Ge schützrohren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass geschossberührte Flächen eines Geschützrohres einer Nitrierbehandlung unterworfen werden. UNTERANSPRÜCHE: 1.
    Geschützrohr nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Geschützrohres an geschossberührten Flä chen noch Anreicherungen an andern Ele menten als Stickstoff aufweist. 2. Geschützrohr nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Geschützrohres Gehalte an die Anreiche rung von Stickstoff begünstigenden Stoffen aufweist. 3.
    Geschützrohr nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Geschützrohres an geschossberührten Flächen Gehalte an. Stoffen aufweist, die die Anrei cherung des Werkstoffes an andern Elemen ten als Stickstoff begünstigen. 4. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Nitrierung aus der festen Phase erfolgt. 5. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Nitrierung aus der flüssigen Phase erfolgt.
    6. verfahren nach Patentanspruch. II, da durch gekennzeichnet, dass die Nitrierung .aus der Gasphase erfolgt. 7. Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass die Nitrierung in einer ionisierten Gasatmosphäre erfolgt. B. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Nitrierung mittels elektrischer Gasentladungen in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird. 9. Verfahren nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass die Nitrierung mittels elektrischer Glimmentladungen in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird. 10.
    Verfahren nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeiehnet, dass die elektrische Ent- la.dtmg periodisch variiert wird. 11. Verfahren nach Unteranspruch 8, bei dessen Durchführung eine kathodisebe Werkstoffzerstäubung auftritt, gekennzeich net durch Beeinflussung des Ausmasses der Elektrodenzerstäubung durch spätestens im Einwirkungszeitpunkt erfolgende Zusätze von mindestens einem die Kathodenzerstäubung beeinflussenden, die Nitriere 1g aber nicht be einträchtigenden,
    weiteren Stoff zur Stick stoffatmosphäre im Gasentladungsraum.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1141851B (de) * 1955-11-26 1962-12-27 Berghaus Elektrophysik Anst Verfahren zur Verminderung der Gleitreibung und Verwendung desselben fuer Feuerwaffen
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FR2738058A1 (fr) * 1995-08-23 1997-02-28 Rheinmetall Ind Gmbh Tube d'arme raye et procede de fabrication d'un tube de ce type

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