CH347733A - Gun barrel, in particular for automatic weapons, and process for the production thereof - Google Patents

Gun barrel, in particular for automatic weapons, and process for the production thereof

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CH347733A
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Eidg Waffenfabrik
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/152Making rifle and gunbarrels
    • 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
    • F41A21/02Composite barrels, i.e. barrels having multiple layers, e.g. of different materials

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Description

  

  Waffenlauf, insbesondere für automatische     Waffen,    und Verfahren zu dessen Herstellung    Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen  Waffenlauf, insbesondere für automatische Waffen,  mit im Laufkörper eingebauter Büchse, und auf ein  Verfahren zu dessen Herstellung.  



  Zur Zeit des ersten Weltkrieges wurde ein Ver  fahren zum     Ausbüchsen    von Waffenläufen, insbeson  dere von Maschinengewehrläufen, entwickelt, bei wel  chem eine Büchse aus gehärtetem oder vergütetem  Stahl so in den Laufkörper eingetrieben wurde, dass  Büchse und Laufkörper über die ganze Länge des  letztern fest miteinander verbunden waren. Büchse  und Laufkörper hatten dabei etwa     gleiche    Dehnungs  eigenschaften, so dass unzulässige Spannungen und  Deformationen infolge ungleicher Dehnung von Büchse  und     Laufkörper    bei den damaligen Ansprüchen an die  Feuerwaffen nicht zu befürchten waren.

   Dieses be  kannte Verfahren diente vor allem dazu, verbrauchte  Läufe durch     Ausbüchsen    wieder verwendungsfähig  zu machen oder bestehende Läufe, z. B. von Beute  waffen, auf ein anderes Kaliber     umzuändern.     



  Mit den wachsenden taktischen Anforderungen an  die Feuerwaffen, insbesondere an die automatischen  Waffen, die immer höhere Kadenzen, verbunden mit  dem Schiessen langer Serien ohne     Feuerunterbruch     bei hoher Präzision verlangen, genügen die mit ge  härtetem oder vergütetem Stahl     ausgebüchsten    Läufe  nicht mehr, auch deshalb nicht, weil die     Laufkühlung     moderner automatischer Waffen vor allem aus     Ge-          wichtsersparnisgründen    mittels Luft erfolgt.

   Es treten       Ausbrennungen    und Erosionen der innern Lauf  schichten durch heisse und hochgespannte Pulvergase  und mechanische Abnützungen durch Reibung des  Geschosses auf, die durch die Abnahme der Werk  stoffestigkeit des Laufes unter dem Einfluss der  Wärme noch begünstigt werden und denen Büchsen  aus gehärtetem oder vergütetem Stahl schlechterdings  nicht gewachsen wären.    In der Entwicklung der     Schnellfeuerwaffen    hatte  sich daher die Sorge darauf zu richten, die Festigkeit  der innern Laufschichten gegen     obgenannte    Einflüsse  zu erhöhen.

   Man ging dazu über, die Läufe ohne  Büchsen aus speziallegierten, hitzebeständigen Stäh  len, also Stählen grosser Widerstandsfähigkeit gegen  die genannten Einflüsse, herzustellen, oder durch Ver  gütungsverfahren die Widerstandsfähigkeit der innern  Laufschichten der     ungebüchsten    Läufe, wie durch  Nitrieren, Inchromieren,     Hämmern    und dergleichen,  zu erhöhen. Diese Vergütung der innern Lauf  schichten genügt aber bereits nicht mehr in allen  Fällen.  



  Einige Speziallegierungen bestehen zur Haupt  sache aus Kobalt und Chrom. Sie sind meistens hart,  aber spröde. Gibt man ihnen zur Verminderung der  Sprödigkeit hohen Nickelgehalt, so haben sie kleine  mechanische Festigkeit und eignen sich daher nicht  für     angebüchste    Läufe moderner     Hochleistungs-          waffen.    Man ist dann dazu übergegangen, in Lauf  körper aus Stahl Büchsen aus hochhitzebeständigen  Legierungen der     Kobalt-Chrom-Basis    auf ähnliche Art  einzutreiben bzw. einzuschrumpfen, wie die     obgenann-          ten    Büchsen aus gehärtetem oder vergütetem Stahl.

    Da diese Büchsen durch das Eintreiben in den Lauf  körper fest mit letzterem verbunden sind, haben sie  keinerlei mechanische Belastung durch Gasdruck auf  zunehmen. Es schadet also nicht, dass sie nur kleine  mechanische Festigkeit haben. Die durch das Ein  treiben der Büchse erhaltene feste Verbindung zwi  schen dem     Stahllaufkörper    und der legierten Büchse  über die ganze Länge derselben hat aber einen grossen  Nachteil. Die Wärmeleitfähigkeit von Stahl und     Ko-          balt-Chrom-Legierung    ist sehr verschieden.

   Wollte  man also die über ihre ganze Länge an der Innen  wandung des Laufkörpers festsitzende Büchse aus sol  cher Legierung gleich lang machen wie den Lauf-           körper,    so würden die durch Wärmedehnungen ver  ursachten Längenänderungen von Laufkörper und  Büchse bei     Dauerbeschuss    so stark voneinander ab  weichen, dass grosse Spannungen und Deformationen  im Werkstoff auftreten würden. Man hat diesen Nach  teil dadurch zu beheben versucht, dass man mehrere  kürzere Büchsen aus den genannten hitzebeständigen  Legierungen hintereinander in den Laufkörper ein  trieb. Um den Nachteil ungleicher Dehnungseigen  schaften von Laufkörper und Büchsen auszuschalten,  waren diese Büchsen nicht miteinander verbunden.

    Bei der Erwärmung traten dann aber zwischen den  einzelnen Büchsen Lücken auf, in welchen die heissen  und hochgespannten Pulvergase Zugang zur Innen  wandung des Laufkörpers hatten und ihn ausbrannten  und erodierten. Ausserdem litten auch die freiliegen  den Stirnkanten der     einzelnen    Büchsen durch die  Reibung des Geschosses und waren zudem Ursache  von     Beschussstörungen.     



  Alle diese Nachteile können beim erfindungs  gemässen Lauf vermieden werden. Er ist dadurch ge  kennzeichnet, dass die fugenlos ausgebildete Büchse  nur mit dem     hintern    Laufkörperteil fest verbunden  und auf dem übrigen Teil der Lauflänge gegenüber  dem Laufkörper so angeordnet ist, dass die Büchse  bei den vorkommenden Betriebstemperaturen überall  spielfrei an den Laufkörper     anliegt,    dass jedoch bei  ungleichen Wärmedehnungen von Büchse und Lauf  körper eine relative     Axialbewegung    von Büchse und  Laufkörper möglich ist. Dank diesem Lösungsgedan  ken kann nun z.

   B. eine über ihre ganze Länge un  unterbrochene Büchse aus     Kobalt-Chrom-Legierung     verwendet werden, ohne dass infolge der ungleichen  Dehnungseigenschaften von Laufkörper und Büchse  schädliche Spannungen und Deformationen auf  treten. Sind, was oft der Fall ist, lange Stäbe aus       Kobalt-Chrom-Legierung    oder aus anderen hochhitze  beständigen Legierungen schwer zu giessen oder zu  schmieden, so kann die Büchse aus     einzelnen,    kür  zeren, also leichter zu giessenden Teillängen bestehen,  die an ihren Enden stumpf     zusammengeschweisst    sind.

    Das Überraschende bei der Herstellung der Büchse  aus     Gussteilen    besteht darin,     d'ass        das    auch nach der       Schweissung    grösstenteils vorhandene     Gussgefüge    ge  samthaft gesehen bessere Eigenschaften aufweist als  irgendwelche geschmiedeten oder gehämmerten Teile  aus demselben Werkstoff.  



  Es ist allerdings auch bereits bekannt, Waffen  läufe, insbesondere von schweren Waffen, mit Büch  sen -auszufüttern, welche nur mit dem     hintern    Ende  des Laufkörpers verbunden sind und im übrigen mit  leichtem Spiel im Laufkörper sitzen. Auch diese  Büchsen können sich selbstverständlich bei ungleicher  Wärmedehnung gegenüber dem Laufkörper in dem  selben axial verschieben, ohne dass Wärmespannun  gen und     Deformationen    auftreten.

   Dabei kommen  aber nur sehr elastische Werkstoffe in Frage, welche  sich bei jedem Schuss bis zum Anliegen an den Lauf  körper elastisch dehnen     lassen.    Es ist jedoch nicht  möglich, zugleich diese Anforderungen an die Elastizi-         tät    und auch die bei modernen Waffen zu stellenden  Anforderungen an die chemische und thermische Be  ständigkeit zu erfüllen. Es wäre unter anderem auch  nicht möglich, mit den oben erwähnten, beste Re  sultate, ergebenden     Gussteilen    die erforderlichen ela  stischen Eigenschaften zu erzielen.

   Es ist daher von  sehr grosser Bedeutung, gemäss der Erfindung die  Büchse wohl unter Wärmespannungen noch axial be  weglich im Laufkörper anzuordnen, sie jedoch unter  allen Betriebsbedingungen an den Laufkörper anliegen  zu lassen und damit auch Spannungen in     Radialrich-          tung    und Umfangsrichtung möglichst zu vermeiden.  



  Das Verfahren zur Herstellung eines Waffen  laufes ist dadurch gekennzeichnet, dass man die  Büchse mit einem gegenüber dem Bohrungsdurch  messer des Laufkörpers derart bemessenen Aussen  durchmesser vorbereitet, dass sich die Büchse min  destens über den     grössern    Teil ihrer Länge schiebe  sitzartig in den Laufkörper einschieben lässt, worauf  Bohrungsdurchmesser und Aussendurchmesser durch       spanlose    Materialverformung angeglichen und damit  die Büchse zum Anliegen an den Laufkörper ge  bracht wird. Dies kann z.

   B. so erreicht werden, dass die  bereits eingeschobene Büchse durch     Ausdornen    ge  weitet und von innen her zur guten Anlage mit dem  Laufkörper gebracht wird, oder aber dass der Lauf  körper durch Ziehen desselben bis zur genügenden  Anlage an die Büchse verengt wird. Durch diese auch  unter der Bezeichnung      Autofrettage     bekannte Be  handlung soll die Büchse in für Übernahme der Be  lastung durch den Laufkörper genügender Weise, aber  nur so weit zum Anliegen an den Laufkörper gebracht  werden, dass, im Gegensatz zum bekannten Eintreiben  von Büchsen, bei ungleichen Wärmedehnungen von  Büchse und Laufkörper eine relative     Axialbewegung     zwischen diesen beiden Teilen immer noch möglich  ist.  



  Beiliegende Zeichnung     zeigt    eine beispielsweise  Ausführungsform des erfindungsgemässen Waffen  laufes.  



       Fig.    1 ist ein Längsschnitt durch den Lauf einer  luftgekühlten Maschinenwaffe, z. B. eines Maschi  nengewehrs.  



       Fig.    2 zeigt in grösserem     Massstabe    eine Variante  der Sperrung der Büchse am hintern     Laufkörperende.     Der Laufkörper 1, der z. B. aus einem Stahl mit  0,3     %    Kohlenstoff, 3 % Nickel, 1 % Chrom und 0,3       Molybdän    besteht, hat eine Bohrung 2, die von der  Mündung 3 über den grösseren Teil ihrer Länge (etwa       2/3    der totalen Lauflänge), das heisst bis zum Punkte 4,  zylindrisch und vom Punkte 4 bis zum hintern Ende  5 konisch ist. Der Öffnungswinkel des konischen  Bohrungsteils, das heisst der Winkel zwischen der       Konusachse    und einer Mantellinie, ist klein, z.

   B. 1 ,  so dass beim     übergang    vom konischen zum zylin  drischen Teil der Bohrung 2 keine plötzliche Quer  schnittsänderung auftritt und Selbsthemmung gewähr  leistet ist. In die Bohrung 2 des Laufkörpers 1 ist die  Büchse 6 eingesetzt, die aus hochhitzebeständiger  Legierung mit z. B. 60 % Kobalt, 29     %a    Chrom, 3     %         Nickel und     6!7,j        Molybdän    besteht. Diese Büchse 6  erstreckt sich ohne Unterbruch, das heisst ohne Trenn  fuge, von der Mündung 3 bis zur hintern Kante 5 der  Patronenkammer 7, wodurch Hülsenklemmer und  ähnliche Störungen vermieden werden.

   Sofern sich  die Legierung der Büchse 6 gut schmieden lässt, was  nicht immer der Fall ist, so kann der Büchsenroh  ling durch     spanlose    Verformung, wie z. B. Schmie  den, aus einem einzigen Stück gewonnen werden. Da  aber die für die Büchse 6 in Frage kommenden Le  gierungen für     Widerstandsschweissung    gut geeignet  sind, kann die Büchse auch aus mehreren gegossenen  Einzellängen bestehen, die stumpf zusammen  geschweisst sind, um eine Büchse ohne Unterbruch  oder Trennfuge zu erhalten.

   Die Büchse 6 hat eine  Aussenfläche, die wie die Bohrungswandung des  Laufkörpers 1 von der Mündung 3 bis zum Punkt 4  zylindrisch ist und von diesem Punkte 4 an bis zum  hintern Ende 5 einen konischen Teil mit dem glei  chen, Selbsthemmung gewährleistenden     öffnungs-          winkel,wie    der konische Bohrungsteil des Laufkörpers  1 aufweist. Der zylindrische Teil der Büchse 6 zwi  schen der Mündung 3 und dem Punkte 4 legt sich  zwar zur Entlastung der Büchse 6 von Druckbean  spruchungen gut an den zylindrischen Bohrungsteil  des die Beanspruchungen aufnehmenden Laufkörpers  1 an, aber doch nur so, dass bei ungleichen Wärme  dehnungen von Büchse 6 und Laufkörper 1 eine  relative     Axialbewegung    zwischen Büchse und Lauf  körper möglich ist.

   Der konische Teil der Büchse 6  zwischen Punkt 4 und hinterem Ende 5 ist hingegen  zur Befestigung der Büchse 6 im Laufkörper fest im  konischen Bohrungsteil des letztern     eingepresst,    so dass  ein Haftsitz besteht. Die sanfte konische Erweiterung  der Büchse 6 nach hinten schafft also nicht nur ge  nügend Platz für die Patronenkammer ohne plötzliche       Querschnittsänderung,    sondern dient gleichzeitig der  Befestigung der Büchse 6 im Laufkörper 1. Zur Ver  hinderung eines     Rückwärtsgleitens    der Büchse 6 im  Laufkörper 1 ist sie mit dem hintern Ende des  Laufkörpers bei 8 verschweisst.

   Dieser Sicherung  der Büchse 6 gegen     Rückwärtsgleiten    kann aber  anstelle einer     Verschweissung    8 auch ein     Schraubring     9 gemäss     Fig.    2 dienen. Dieser Ring ist mittels Ge  winde 10 auf das hintere Ende des Laufkörpers 1  aufgeschraubt. Sein Flansch 11 arbeitet mit einer  Schulter 12 der Büchse 6 zusammen, um ein Zurück  weichen der Büchse 6 zu verhindern. Wenn erwünscht,  könnte man ausser bei 10 auch bei 13 Gewinde vor  sehen und so auch den Ring 9 fest mit der Büchse 6  verbinden.  



  Der Werkstoff des Laufkörpers 1     und/oder    der  Büchse 6 kann eine andere Zusammensetzung haben,  als oben beispielsweise angegeben. So kann der  Laufkörper 1 z. B. aus anderem handelsüblichem  Stahl bestehen. Für die Büchse 6 sind z. B. Legie  rungen mit 40 bis 60% Kobalt und 15 bis 30% Chrom  gut geeignet. Man kann z. B. auch für die Einzellän  gen, aus denen sich ein und dieselbe Büchse 6 zusam  mensetzt, Legierungen verschiedener Zusammenset-         zung,    z. B. entsprechend den verschiedenen, längs der  Büchse auftretenden Wärmebeanspruchungen, wäh  len. So kann z. B. die hintere Teillänge am meisten  Kobalt aufweisen.  



  Bei der Herstellung des dargestellten und be  schriebenen Laufes kann wie folgt vorgegangen wer  den:  Angenommen, der Laufkörper 1 sei bereits in  die in der Zeichnung dargestellte Form gebracht. Zur  Herstellung der Büchse 6 werden nun einige Teil  längen, z. B. eine oder mehrere zwischen 3 und 4  liegende, zylindrische und eine oder mehrere konische,  zwischen 4 und 5 liegende Teillängen gegossen. Die       ungebohrten    zylindrischen Teillängen und die     unge-          bohrten    konischen Teillängen der Büchse schweisst  man nun an den benachbarten Stirnflächen im     Ab-          brennverfahren    stumpf zusammen.

   Hernach wird der  nun zusammenhängende Stab gebohrt, wobei der  Durchmesser der Büchsenbohrung etwa 0,5 mm  weniger betragen soll als das gewünschte     Laufkaliber.     Nach dem Bohren wird die Aussenfläche der Büchse  fertig bearbeitet. Den zylindrischen Teillängen der  Büchse 6 gibt man einen solchen Aussendurchmesser,  dass sie leicht in den zylindrischen, zwischen 3 und 4  liegenden Bohrungsteil des Laufkörpers 1 eingescho  ben werden können, während der Durchmesser des  konischen, zwischen 4 und 5 liegenden Büchsenteils  so bemessen wird, dass er     zur    Erzeugung eines festen  Haftsitzes nur durch Eintreiben in den konischen  Bohrungsteil des Laufkörpers gebracht werden kann.

    Nach dem     Fertigbearbeiten    der     Büchsenaussenfläche     führt man die nun aus einem zusammenhängenden  Stück bestehende Büchse 6 von rechts in     Fig.    1 in  die Bohrung 2 des Laufkörpers 1 ein, was durch  leichtes     Einschieben    gelingt, bis der konische Büch  senteil am konischen Bohrungsteil des Laufkörpers  1 anliegt, worauf der konische Büchsenteil in an sich  bekannter Weise durch Druck von rechts in     Fig.    1  in den konischen Bohrungsteil     eingepresst    wird, bis die  Büchse 6 gegenüber dem Laufkörper 1 die in     Fig.    1  dargestellte axiale Lage hat.

   Nun liegt aber der zylin  drische Teil der Büchse 6 noch nicht so an der Wan  dung des zylindrischen Bohrungsteils des Laufkörpers  1 an, dass die Büchse vom Gasdruck entlastet wäre.  Man drückt nun durch     Autofrettage    die zylindrischen,  zwischen 3 und 4 liegenden Teile von Büchse 6 und  Bohrungswandung des Laufkörpers 1 so aneinander,  dass zwar eine einwandfreie Entlastung der Büchse 6  gewährleistet ist, eine relative     Axialverschiebung    zwi  schen den beiden     zylindrischen    Teilen infolge unglei  cher Wärmedehnung von Büchse und Laufkörper zur  Vermeidung von Spannungen und schädlichen De  formationen aber immer noch möglich ist, was z. B.

    durch     Dynamometermessungen    während der     Auto-          frettage    festgestellt werden kann. Dieses Andrücken  kann z. B. durch     Ausdornen    der Büchse 6, z. B.  durch aufeinanderfolgendes Durchziehen von gehär  teten, kugelförmigen Körpern     mit    immer grösserem  Durchmesser, oder z. B. durch aufeinanderfolgendes  Ziehen des Laufkörpers 1 mittels Ziehringen mit      immer kleinerem Durchmesser auf an sich bekannte  Weise geschehen.

   Es werden im konischen Teil der  Büchse oder des Laufkörpers 1 Massnahmen (grösserer  Durchmesser der Büchsenbohrung oder kleinerer  Aussendurchmesser des     Laufkörpers)    getroffen, die  eine     Autofrettage    im konischen Teil verhindern. Vor  oder nach der     Autofrettage    verschweisst man das  hintere Büchsenende durch     Lichtbogenschweissung    mit  dem hintern Ende des Laufkörpers. Bei     einem    Lauf  körper 1 mit 0,3 % Kohlenstoff, 3 % Nickel, 1 % Chrom  und 0,3%     Molybdän    und einer Büchse mit 60% Ko  balt,     29 ö    Chrom, 6%     Molybdän    und 3% Nickel kann  man dazu z.

   B. eine Elektrode mit 17% Chrom, 10%  Nickel und 3-4%     Molybdän        verwenden.    Anstelle  der     Verschweissung    8 kann man vor oder nach der       Autofrettage    Büchse und Laufkörper mittels des       Schraubrings    9 der     Fig.    2 oder durch     Verkeilung     (z. B. Querstifte) miteinander     verriegeln.     



  Nach Ausführung der oben     beschriebenen    Ver  fahrensschritte wird der Lauf innen und aussen     fertib     gestellt.  



  Anstatt zur Befestigung der Büchse im Lauf  körper einen konischen Büchsenteil und einen koni  schen     Bohrungsteil    des Laufkörpers heranzuziehen,  könnte unter gewissen Voraussetzungen die     Ver-          schweissung    der Büchse mit dem hintern Laufkörper  ende oder eine Verschraubung oder sonstige Verbin  dung dieser Enden zur Befestigung genügen. Die  Büchse könnte dann, wenn die Verhältnisse es ge  statten, über ihre ganze Länge zylindrisch sein.  



  Es wäre auch möglich, die einzelnen     Büchsen-          Teillängen    vor dem     Zusammenschweissen    derselben  zu bohren.



  Gun barrel, in particular for automatic weapons, and method for its production The present invention relates to a gun barrel, in particular for automatic weapons, with a rifle built into the barrel body, and to a method for its production.



  At the time of the First World War, a method for rifling gun barrels, especially machine gun barrels, was developed in which a rifle made of hardened or tempered steel was driven into the barrel in such a way that the barrel and barrel were firmly together over the entire length of the barrel were connected. The rifle and barrel had roughly the same expansion properties, so that impermissible stresses and deformations as a result of unequal expansion of the rifle and barrel were not to be feared with the demands placed on firearms at the time.

   This be known method was mainly used to make used barrels usable again by Ausbüchsen or existing runs, eg. B. of booty weapons to change to another caliber.



  With the growing tactical demands on firearms, in particular on automatic weapons, which require ever higher cadences, combined with shooting long series without interrupting fire with high precision, the barrels made with hardened or tempered steel are no longer sufficient, also for this reason, because the barrel cooling of modern automatic weapons is mainly done with air to save weight.

   The inner barrel layers are burned and eroded by hot and highly tensioned powder gases and mechanical wear and tear caused by friction of the bullet, which is still favored by the decrease in the material strength of the barrel under the influence of heat and which rifles made of hardened or tempered steel are absolutely not would have grown. In the development of automatic firearms, care had to be taken to increase the strength of the inner barrel layers against the above-mentioned influences.

   A move was made to manufacture the barrels without bushings from specially alloyed, heat-resistant steels, i.e. steels with great resistance to the influences mentioned, or by means of tempering processes to improve the resistance of the inner running layers of the unbrushed barrels, such as nitriding, inchroming, hammering and the like. to increase. However, this remuneration for the inner working shifts is no longer sufficient in all cases.



  Some special alloys mainly consist of cobalt and chrome. They are mostly hard but brittle. If they are given a high nickel content to reduce their brittleness, they have little mechanical strength and are therefore not suitable for the smacked barrels of modern high-performance weapons. One then went over to driving or shrinking bushes made of highly heat-resistant alloys of the cobalt-chromium base into barrel bodies made of steel in a similar way to the above-mentioned bushings made of hardened or tempered steel.

    Since these bushings are firmly connected to the latter by being driven into the barrel, they have no mechanical stress from gas pressure to increase. So it doesn't hurt that they have little mechanical strength. The fixed connection obtained by driving the bush between the steel barrel and the alloy bush over the entire length of the same has a major disadvantage. The thermal conductivity of steel and cobalt-chromium alloy is very different.

   If one wanted to make the rifle made of such an alloy, which is fixed over its entire length on the inner wall of the barrel, the same length as the barrel, the changes in length of barrel and barrel caused by thermal expansion would deviate so strongly from one another during continuous fire that large stresses and deformations would occur in the material. Attempts have been made to remedy this after part by driving several shorter sleeves made of the aforementioned heat-resistant alloys one behind the other in the barrel body. In order to eliminate the disadvantage of unequal elongation properties of the barrel body and bushings, these bushings were not connected to one another.

    When heated, however, there were gaps between the individual rifles, in which the hot and high-tension powder gases had access to the inner wall of the barrel and burned it out and eroded. In addition, the exposed front edges of the individual rifles suffered from the friction of the bullet and were also the cause of fire disturbances.



  All these disadvantages can be avoided in the fiction, according to the run. It is characterized in that the jointless bush is only firmly connected to the rear part of the barrel body and is arranged on the remaining part of the barrel length opposite the barrel body in such a way that the barrel rests against the barrel body without play anywhere at the operating temperatures that occur, but with unequal Thermal expansion of the liner and barrel body, relative axial movement of the liner and barrel body is possible. Thanks to this solution, ken z.

   B. a sleeve made of cobalt-chromium alloy uninterrupted over its entire length can be used without damaging stresses and deformations occurring as a result of the unequal elongation properties of the barrel and sleeve. If, as is often the case, long rods made of cobalt-chromium alloy or other high-temperature-resistant alloys are difficult to cast or forge, the bushing can consist of individual, shorter, i.e. easier-to-cast lengths at their ends are butt welded together.

    The surprising thing about the production of the bush from cast parts is that the cast structure, which is largely present even after the welding, has overall better properties than any forged or hammered parts made of the same material.



  However, it is also already known to -auszufüttern gun barrels, especially heavy weapons, with Büch sen, which are only connected to the rear end of the barrel body and otherwise sit with slight play in the barrel body. These bushings can of course also move axially in the same with unequal thermal expansion in relation to the running body without thermal stresses and deformations occurring.

   However, only very elastic materials come into question, which can be stretched elastically with each shot until they rest against the barrel. However, it is not possible to meet these elasticity requirements and the chemical and thermal resistance requirements of modern weapons at the same time. It would not be possible, inter alia, to achieve the required elastic properties with the above-mentioned best results, resulting castings.

   It is therefore of great importance, according to the invention, to arrange the bushing so that it can move axially in the barrel body under thermal stresses, but to allow it to rest against the barrel body under all operating conditions and thus also to avoid stresses in the radial and circumferential directions as far as possible.



  The method for producing a gun barrel is characterized in that the rifle is prepared with an outer diameter that is dimensioned in relation to the bore diameter of the barrel so that the barrel can be pushed into the barrel like a seat over the greater part of its length at least, whereupon Bore diameter and outside diameter are adjusted by non-cutting material deformation and thus the bushing is brought to bear against the barrel body. This can e.g.

   B. can be achieved so that the already inserted sleeve expands ge by dowelling and is brought from the inside to good contact with the barrel body, or that the barrel body is narrowed by pulling the same up to sufficient contact with the sleeve. By this treatment, also known as autofrettage, the bushing should be brought into contact with the running body in a manner sufficient to take over the loading by the running body, but only so far that, in contrast to the known driving of rifles, with unequal thermal expansion a relative axial movement between these two parts is still possible of the liner and barrel body.



  The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the gun barrel according to the invention.



       Fig. 1 is a longitudinal section through the barrel of an air-cooled machine gun, e.g. B. a machine gun.



       Fig. 2 shows on a larger scale a variant of the locking of the sleeve at the rear end of the barrel body. The running body 1, the z. B. consists of a steel with 0.3% carbon, 3% nickel, 1% chromium and 0.3 molybdenum, has a bore 2 that extends from the mouth 3 over the greater part of its length (about 2/3 of the total barrel length ), i.e. cylindrical up to point 4 and conical from point 4 to the rear end 5. The opening angle of the conical bore part, i.e. the angle between the cone axis and a surface line, is small, e.g.

   B. 1, so that at the transition from the conical to the cylindrical part of the bore 2 no sudden cross-sectional change occurs and self-locking is guaranteed. In the bore 2 of the running body 1, the sleeve 6 is used, which is made of high-temperature alloy with z. B. 60% cobalt, 29% a chromium, 3% nickel and 6! 7, j molybdenum. This sleeve 6 extends without interruption, that is, without a separating joint, from the mouth 3 to the rear edge 5 of the cartridge chamber 7, whereby sleeve jams and similar disturbances are avoided.

   If the alloy of the sleeve 6 can be forged well, which is not always the case, the Büchsenroh ling by non-cutting deformation, such. B. Schmie to be obtained from a single piece. But since the alloys in question for the sleeve 6 are well suited for resistance welding, the sleeve can also consist of several cast individual lengths that are butt welded together in order to obtain a sleeve without interruption or parting line.

   The bush 6 has an outer surface which, like the bore wall of the barrel body 1, is cylindrical from the mouth 3 to the point 4 and from this point 4 to the rear end 5 has a conical part with the same opening angle ensuring self-locking, such as the conical bore part of the running body 1 has. The cylindrical part of the sleeve 6 between tween the mouth 3 and the point 4 is to relieve the sleeve 6 from Druckbean stresses well on the cylindrical bore part of the stress-absorbing barrel 1, but only so that at unequal heat expansions of Bushing 6 and barrel body 1 relative axial movement between the barrel and barrel body is possible.

   The conical part of the sleeve 6 between point 4 and the rear end 5, on the other hand, is pressed firmly into the conical bore part of the latter in order to fasten the sleeve 6 in the barrel, so that there is an adhesive fit. The gentle conical extension of the sleeve 6 to the rear not only creates enough space for the cartridge chamber without a sudden change in cross-section, but also serves to secure the sleeve 6 in the barrel body 1. To prevent the barrel 6 from sliding backwards in the barrel body 1, it is with the butt end of the barrel body welded at 8.

   This securing of the bush 6 against sliding backwards can, however, also be a screw ring 9 according to FIG. 2 instead of a weld 8. This ring is screwed onto the rear end of the barrel 1 by means of Ge thread 10. Its flange 11 cooperates with a shoulder 12 of the sleeve 6 in order to prevent the sleeve 6 from giving way back. If desired, one could also see thread at 13 except at 10 and thus also connect the ring 9 firmly to the sleeve 6.



  The material of the running body 1 and / or the bush 6 can have a different composition than that indicated above, for example. So the running body 1 z. B. consist of other commercially available steel. For the sleeve 6 are z. B. Alloys with 40 to 60% cobalt and 15 to 30% chromium are well suited. You can z. B. also for the individual lengths from which one and the same sleeve 6 is composed, alloys of different composition, z. B. according to the various thermal stresses occurring along the sleeve, select len. So z. B. the rear part length have most cobalt.



  In the manufacture of the barrel shown and described, the procedure is as follows: Assuming the barrel body 1 has already been brought into the form shown in the drawing. To produce the sleeve 6 some part will now be length, z. B. one or more between 3 and 4 lying, cylindrical and one or more conical, between 4 and 5 lying part lengths are cast. The undrilled cylindrical part lengths and the undrilled conical part lengths of the liner are now butt welded together on the adjacent end faces using the burn-off process.

   Then the now connected rod is drilled, whereby the diameter of the sleeve bore should be about 0.5 mm less than the desired barrel caliber. After drilling, the outer surface of the liner is finished. The cylindrical part lengths of the sleeve 6 are given such an outside diameter that they can easily be inserted into the cylindrical bore part of the barrel 1 lying between 3 and 4, while the diameter of the conical sleeve part lying between 4 and 5 is dimensioned so that it can only be brought into the conical bore part of the running body by driving it into the conical bore part of the running body to produce a tight fit.

    After finishing the outer surface of the liner, the liner 6, which now consists of a coherent piece, is inserted from the right in Fig. 1 into the bore 2 of the barrel 1, which is achieved by gently pushing it in until the conical bushing part rests against the conical bore part of the barrel 1, whereupon the conical bushing part is pressed in a known manner by pressure from the right in FIG. 1 into the conical bore part until the bushing 6 has the axial position shown in FIG. 1 with respect to the running body 1.

   But now the cylin drical part of the sleeve 6 is not yet so on the Wan extension of the cylindrical bore part of the barrel 1 that the sleeve would be relieved of the gas pressure. You now press the cylindrical, between 3 and 4 lying parts of the sleeve 6 and the bore wall of the barrel 1 against each other by autofrettage so that although a proper relief of the sleeve 6 is guaranteed, a relative axial displacement between tween the two cylindrical parts due to unlei cher thermal expansion of Bushing and barrel to avoid tension and damaging de formations but is still possible, which z. B.

    can be determined by dynamometer measurements during the auto frettage. This pressing can, for. B. by thinning the sleeve 6, z. B. by successive pulling through hardened ended, spherical bodies with ever larger diameter, or z. B. done by successive pulling of the running body 1 by means of pull rings with ever smaller diameter in a known manner.

   Measures are taken in the conical part of the liner or the barrel 1 (larger diameter of the liner bore or smaller outside diameter of the barrel) to prevent autofrettage in the conical part. Before or after the autofrettage, the rear end of the liner is welded to the rear end of the barrel by means of an arc weld. In a barrel body 1 with 0.3% carbon, 3% nickel, 1% chromium and 0.3% molybdenum and a sleeve with 60% Ko balt, 29 ö chromium, 6% molybdenum and 3% nickel you can z.

   B. use an electrode with 17% chromium, 10% nickel and 3-4% molybdenum. Instead of the weld 8, the bushing and barrel body can be locked to one another before or after the autofrettage by means of the screw ring 9 of FIG. 2 or by wedging (e.g. transverse pins).



  After performing the steps described above, the barrel is finished inside and out.



  Instead of using a conical bushing part and a conical bore part of the barrel for fastening the barrel in the barrel, welding the barrel to the rear barrel end or a screwing or other connection of these ends could be sufficient for attachment under certain conditions. The sleeve could then, if the conditions allow it, be cylindrical over its entire length.



  It would also be possible to drill the individual sleeve part lengths before they are welded together.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH 1 Waffenlauf, insbesondere für automatische Waf fen, mit im Laufkörper eingebauter Büchse, dadurch gekennzeichnet, dass die fugenlos ausgebildete Büchse nur mit dem hintern Laufkörperteil fest verbunden und auf dem übrigen Teil der Lauflänge gegenüber dem Laufkörper so angeordnet ist, dass die Büchse bei den vorkommenden Betriebstemperaturen überall spielfrei an den Laufkörper anliegt, dass jedoch bei ungleichen Wärmedehnungen von Büchse und Lauf körper eine relative Axialbewegung von Büchse und Laufkörper möglich ist. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM 1 Gun barrel, in particular for automatic weapons, with built-in rifle in the barrel body, characterized in that the jointless barrel is only firmly connected to the rear barrel body part and is arranged on the remaining part of the barrel length opposite the barrel body so that the rifle at the Occurring operating temperatures is applied to the running body without play anywhere, but with unequal thermal expansions of the liner and barrel, a relative axial movement of the liner and barrel is possible. SUBCLAIMS 1. Waffenlauf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse am hintern Teil einen Konus mit kleinem Öffnungswinkel aufweist, der in einen entsprechenden Konus des hintern Laufkörper teils eingepresst ist. 2. Waffenlauf nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Büchse mit dem hintern Lauf körperende verschweisst oder verschraubt ist. 3. Waffenlauf nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse aus mehreren stumpf zusammengeschweissten Teilstücken oder aus einem einzigen durch spanlose Verformung gewonnenen Stück besteht. 4. Gun barrel according to patent claim 1, characterized in that the rifle has a cone with a small opening angle on the rear part, which is partly pressed into a corresponding cone of the rear barrel body. 2. Gun barrel according to claim 1, characterized in that the rifle is welded or screwed to the rear barrel body end. 3. Gun barrel according to claim I, characterized in that the rifle consists of several butt-welded sections or of a single piece obtained by non-cutting deformation. 4th Waffenlauf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse aus zusammenge schweissten Gussteilen besteht. . 5. Waffenlauf nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse aus einer Kobalt- Chrom-Legierung besteht. 6. Waffenlauf nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung der Büchse 40 bis 60% Kobalt und 15 bis 309' Chrom aufweist. 7. Waffenlauf nach den Unteransprüchen 4 und 6. B. Waffenlauf nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufkörper aus Chrom-Nik- kel-Stahl besteht. Gun barrel according to claim 1, characterized in that the rifle consists of cast parts welded together. . 5. Gun barrel according to claim I, characterized in that the rifle consists of a cobalt-chromium alloy. 6. Gun barrel according to dependent claim 5, characterized in that the alloy of the rifle has 40 to 60% cobalt and 15 to 309 'chromium. 7. Gun barrel according to the dependent claims 4 and 6. B. Gun barrel according to claim 1, characterized in that the barrel body is made of chrome-nickel steel. PATENTANSPRUCH 11 Verfahren zur Herstellung eines Waffenlaufes ge mäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Büchse mit einem gegenüber dem Bohrungs durchmesser des Laufkörpers derart bemessenen Aussendurchmesser vorbereitet, dass sich die Büchse mindestens über den grösseren Teil ihrer Länge schiebesitzartig in den Laufkörper einschieben lässt, worauf Bohrungsdurchmesser und Aussendurchmes ser durch spanlose Materialverformung angeglichen werden und damit die Büchse zum Anliegen an den Laufkörper gebracht wird. UNTERANSPRÜCHE 9. PATENT CLAIM 11 A method for producing a gun barrel according to patent claim I, characterized in that the rifle is prepared with an outer diameter that is dimensioned in relation to the bore diameter of the barrel so that the barrel can be pushed into the barrel like a sliding fit over at least the greater part of its length, whereupon the bore diameter and outside diameter are adjusted by non-cutting material deformation and thus the bushing is brought to rest against the barrel. SUBClaims 9. Verfahren nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Einschieben des grössern Teils der Büchse durch Weiterverschieben einen Konus derselben in einen Konus des hintern Laufkörperteils zwecks fester Verbindung der Büchse mit dem letztern einpresst. 10. A method according to patent claim II, characterized in that after the larger part of the bushing has been pushed in, a cone of the latter is pressed into a cone of the rear barrel part for the purpose of a firm connection of the bushing to the latter. 10. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass man die in den Laufkörper ein gebrachte Büchse mindestens über einen Teil ihrer Länge durch Ausdornen so an die Innenwandung des Laufkörpers anlegt, oder dass man nach Einbringung der Büchse in den Laufkörper die Innenwandung des letzteren durch Ziehen des Laufkörpers so an die Büchse anlegt, dass bei ungleichen Wärmedehnungen von Büchse und Laufkörper eine relative Axialbewe- gung zwischen Büchse und Laufkörper immer noch möglich ist. 11. A method according to claim 1I, characterized in that the bushing that has been brought into the barrel body is applied to the inner wall of the barrel body at least over part of its length by dowelling, or that after the barrel has been introduced into the barrel body, the inner wall of the latter is pulled by pulling the The barrel rests on the liner in such a way that, in the event of unequal thermal expansion of the liner and barrel, a relative axial movement between the liner and barrel is still possible. 11. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man das hintere Ende der aus einer Kobalt-Chrom-Legierung bestehenden Büchse mittels einer Chrom-Nickel-Elektrode mit dem hintern Ende des aus Chrom-Nickel-Stahl bestehenden Lauf körpers zusammenschweisst. 12. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die Büchse aus einzelnen Gussstücken zusammenschweisst. 13. Verfahren nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussstücke aus einer Chrom- Kobalt-Legierung hergestellt werden. Method according to claim II, characterized in that the rear end of the bushing made of a cobalt-chromium alloy is welded to the rear end of the barrel made of chromium-nickel steel by means of a chromium-nickel electrode. 12. The method according to claim 11, characterized in that the sleeve is welded together from individual castings. 13. The method according to dependent claim 12, characterized in that the castings are made from a chromium-cobalt alloy.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0026511A2 (en) * 1979-09-26 1981-04-08 FABRIQUE NATIONALE HERSTAL en abrégé FN Société Anonyme Method for manufacturing a composite barrel
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