DE69628647T2

DE69628647T2 - Verfahren zur Kopplung von Läufen in einem Gewehrverschluss

Info

Publication number: DE69628647T2
Application number: DE69628647T
Authority: DE
Inventors: Ugo Gussalli Beretta
Original assignee: Fabbrica dArmi Pietro Beretta SpA
Current assignee: Beretta SpA
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: IL119664A0; DE69628647D1; EP0822382A3; PT822382E; ES2201164T3; JPH1068599A; ATE242861T1; EP0822382B1; ZA9610074B; EP0822382A2; ITBS960066A1; AR005060A1; IT1288241B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Paarung von Gewehrläufen im Lauf-Bodenstück sowie auf den sich hieraus ergebenden Satz aus Läufen.
Gemäss dem Stand der Technik werden bei Gewehren mit einem, zwei oder mehreren Läufen die Läufe im wesentlichen gemäss zweier unterschiedlicher Verfahren gepaart bzw. gekoppelt, die man üblicherweise als Semiblock (Halbblock) bzw. Monoblock bezeichnet.
Bei dem ersten Verfahren wird jedes einen Lauf bildende Rohr mit einem Semiblock oder einem Block voller Halbzapfen oder Haken im Bodenstück ausgebildet. Die Halbblöcke der zu verbindenden Läufe werden dann längsweise mittels komplementärer Führungen an ihren aneinanderliegenden Flächen zusammengefügt. Die Läufe und die Halbblöcke bestehen daher aus demselben Material, und die Stabilität der erzielten mechanischen Kopplung hängt von der Genauigkeit der Kopplungsführungen ab und ist oftmals fragwürdig und nicht zuverlässig, obwohl dies gefordert wird.
Bei dem zweiten Verfahren sind die Läufe getrennt und werden mittels einer monolithischen Buchse in dem Bodenstück zusammengefügt. Diese monolithische Buchse (bzw. Gehäuse) kann mit den Zapfen oder Haken einstöckig ausgebildet sein und ist mit Löchern ausgestattet, in welche die Bodenstück-Enden der Läufe gewindemäßig befestigt werden und mittels eines Füllmetalls wie z. B. Zinn oder Messing eingeschweißt werden. In diesem Fall können die Läufe und die monolithische Buchse aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei eine den Fachleuten bekannte spezifische Vorgehensweise für das Zusammenfügen und Schweißen notwendig ist.
Der Zusammenbau der Läufe unter Verwendung des einen oder anderen Verfahrens hinterlässt jedoch sichtbare Spuren des Zusammenfügens selbst dann, wenn dieses Zusammenfügen so gut wie möglich getarnt wird. Bei dem zweiten Kopplungsverfahren wird die chemisch-physikalische Struktur der die Läufe und die Buchse bildenden Materialien zumindest in den Bereichen der Zusammenfügung ungleichmäßig. Darüber hinaus bedingt die Verwendung von Füllmetallen für das Schweißen eine erneute Erhitzung der Komponenten im Ofen bis zu einer hohen Temperatur wobei man Gefahr läuft, dass ein Tempern der Läufe erfolgt und thermische Spannungen in ihnen auftreten, und zwar insbesondere dann, wenn Messing als Füllmetall für eine starke Verschweißung verwendet wird. Wenn andererseits die Verschweißung nicht stark ist, hat man weniger Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Entkopplung und einem Zerreißen.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neuartiges Verfahren zum Koppeln bzw. Paaren der Läufe von Gewehren im Lauf-Bodenbereich bereitzustellen, das sich zum Verhindern der Nachteile und Unzulänglichkeiten des Stands der Technik eignet.
Das Verfahren lässt sich bei allen Gewehren mit einem oder mehreren Läufen anwenden und zwar sowohl bei glatten Läufen als auch bei gedrehten Läufen und wird durchgeführt, indem man von den einzelnen Läufen und von einer Monoblock-Buchse ausgeht unter Verwendung von Laserverschmelzung der sich berührenden Teile, damit diese ohne Stützmaterial innig verbunden werden.
Das hier vorgeschlagene Verfahren ermöglicht die Erzielung von Vorteilen, wie z. B.:

– chemisch-physikalische Gleichförmigkeit der Materialien der Läufe und der Buchse insbesondere in den zusammengefügten Bereichen;
– starke Zunahme der Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Zerreißen zwischen den Läufen und der Buchse;
- Unlösbarkeit der gekoppelten Teile;
– Unsichtbarkeit der Kopplungslinien selbst nach der Oberflächen-Endbearbeitung der Teile;
– Möglichkeit der Verringerung der Dicke und Widerstandsabschnitte in den gekoppelten Teilen für die erzielte größere Widerstandskraft;
– Verringerung des Gesamtgewichts aufgrund der Verringerung der Dicke der zu koppelnden Teile;
– Möglichkeit der Automatisierung des Zusammenfügens ohne ungewöhnliche thermische Spannungen der Läufe zu durchlaufen;
– vollkommene Kontrolle über die Wirksamkeit des Zusammenfügens der Teile.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung aus Gründen der Einfachheit anhand des Koppelns bzw. Paarens von zwei Läufen.
Die verschiedenen neuartigen Merkmale, welche die Erfindung kennzeichnen, werden insbesondere in den beigefügten Ansprüchen hervorgehoben und bilden einen Teil dieser Offenbarung. Um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erzielen, werden ihre Vorteile im Betrieb sowie durch ihre Verwendung erreichte Ziele anhand der begleitenden Zeichnung und der dazugehörenden Beschreibung erläutert, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
Es zeigen:
1 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht der Ausgangsläufe und der Buchse im getrennten Zustand;
2 eine Rückansicht der kaum gekoppelten Läufe und der Buchse;
2a einen Schnitt entlang der Linie II-II von 2;
3 und 3a zwei ähnliche Ansichten wie die von 2 und 2a, wo bei jedoch die Läufe und die Buchse noch kaum fest zusammengefügt wurden;
4 und 5 Querschnittsansichten zweier vergrößerter Verbindungs bereiche, die den eingekreisten Teilen IV bzw. V in 3a entsprechen;
4a und 5a zwei Ansichten ähnlich wie die von 4 und 5, jedoch mit der fertiggestellten Verbindung;
6 ein Diagramm, das den Verlauf der Beziehung zwischen der verwendeten Laserleistung und dem Volumen des geschmolzenen Materials veranschaulicht;
7 ein Diagramm, das die Schweißeffizienz basierend auf der Laserleistung veranschaulicht; und
8 ein Diagramm, das die Schweißeffizienz basierend auf der Einbringung veranschaulicht.
Wie man insbesondere in der Zeichnung sieht, sind die Ausgangsläufe 11 und die Monoblock-Buchse 12 im noch getrennten Zustand in 1 dargestellt. Die Läufe 11 und die Buchse 12 bestehen aus Materialien, die in ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrem Strukturzustand identisch sind. Jeder Lauf ist an der Außenseite in dem Bodenbereich maschinell bearbeitet, damit er einen Endabschnitt 11' hat, der vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, zylindrisch ist und von einer Schulter 11'' ausgeht, die zum hinteren Ende gekehrt ist und vollständig in rechten Winkeln zur Achse des eigentlichen Laufes ausgebildet ist. Andererseits ist die Buchse mit einem Durchgangsloch 12' für jeden Lauf 11 ausgestattet und ist am Oberteil maschinell bearbeitet, damit sie eine Oberfläche hat, die vollständig in rechten Winkeln zur Achse des Lochs 12' ausgebildet ist und dazu bestimmt ist, um mit der Schulter 11'' jedes Laufs 11 deckungsgleich zusammenzupassen. Der Endabschnitt jedes Laufs und jedes Lochs in der Buchse haben den gleichen Durchmesser mit einem geeigneten Spielraum der maschinellen Bearbeitung in den Verbindungsbereichen.
Der Lauf 11 und die Buchse 12, die auf diese Weise vorbereitet wurden, werden dann maschinell bearbeitet und für eine vorläufige mechanische Verbindung vorbereitet. Diese Verbindung wird durch Pressfugen der Endabschnitte der Läufe in die jeweiligen Löcher in der Buchse durchgeführt, um die Schulter 11'' der Läufe mit der oberen Oberfläche 12'' der Buchse in enge Berührung zu bringen, wie dies in 2 und 2a gezeigt ist.
Die Anschlagberührung zwischen den Läufen und der Buchse kann mit geeigneten mechanischen Vorrichtungen beibehalten werden und gewährleistet die richtige Anordnung der Läufe. Es können weitere Vorrichtungen vorgesehen sein, um die Teile trocken zu halten und sie zu reinigen.
Nach der vorläufigen Verbindung werden die Läufe und die Buchse mittels Laser-Verschmelzung in ihren Umfangsbereichen A bzw. B auf der Anschlagfläche (11'' und 12'') zwischen den Läufen und der Buchse und an den hinteren Enden der Läufe und der Buchse zusammengefügt, wie dies in 3 und 3a gezeigt ist.
Das Zusammenfügen erfolgt somit ohne Materialunterstützung und mit einer Homogenisierung in den Schmelzbereichen A und B des Materials, das die Läufe und die Buchse bildet. Hierbei handelt es sich um eine Verbindung zweier Metallkomponenten unter Verschweißung derselben ohne ein Plasma und unter einer inerten Atmosphäre.
Die bei Abwesenheit einer Materialunterstützung nicht erzielte Verschmelzung würde eine verheerende thermisch-strukturelle Veränderung der mechanischen Eigenschaften des aufgeschmolzenen Bereichs hervorrufen.
Die inerte Atmosphäre in Form eines Gases, das unmittelbar in die Nähe des Verbindungspunktes eingeleitet wird, eliminiert die Möglichkeit einer Oxidation und einer Dekarbonisierung des aufgeschmolzenen Bereichs.
Man erzielt ein ausgezeichnetes Ergebnis z. B. mit einem Verhältnis des aufgeschmolzenen Materialvolumens zur verwendeten Zeit in einem Bereich von 5 mm³/s bis 10 mm³/s.
Der Verbindungsbereich der Teile passt sich dem Ausmaß der strukturellen Spannungen unmittelbar nach der Verschmelzung an. Dies ermöglicht es, die interne Struktur des aufgeschmolzenen Bereichs in demselben Ausmaß wie in dem umgebenden, thermisch nicht veränderten Bereich einzustellen.
Die Optimierung des durch den Erfinder erstellten Prozesses für den angenommenen Zweck wird durch Versuche bestätigt, deren Ergebnisse sich aus den beigefügten Diagrammen ergeben. Insbesondere stellt das Diagramm von 6 den Verlauf der Beziehung zwischen der zugeführten Leistung und dem Volumen des geschmolzenen Materials dar. Das Diagramm von 7 stellt die Effizienz des Schweißens und das Leistung/Eindringung-Verhältnis dar. Das Diagramm von 8 zeigt, dass das Tiefe/Breite-Verhältnis, wenn auch kleiner als 3 (wesentliche Anforderung, wenn man von der Dicke und der Geometrie der zusammengefügten Komponenten ausgeht), die Effizienz des Zusammenfügens sowie das endgültige ästhetische Ergebnis sehr gut sind.
Die angestrebte Optimierung wurde somit erzielt.
4 und 5 zeigen in einem vergrößerten Maßstab die Verbindungsbereiche A und B, bei denen Erhebungen auftreten können, die dann beseitigt werden. Die Erhebungen und gegebenenfalls die Spielräume zu Beginn der maschinellen Bearbeitung bei der Auslegung der Bereiche A und B werden dann beseitigt, um bestimmte Endbearbeitungshöhen zu erzielen, wie in 4a und 5a gezeigt.
Das Ergebnis ist eine Gruppe aus Läufen und einem Monoblock, die mittels Laser-Verschmelzung zumindest in den Bereichen A und B zusammengefügt sind, wodurch die verbundenen Komponenten unzertrennbar (einstöckig) werden, wobei keine sichtbaren Spuren des Zusammenfügens übrig bleiben, welche die ursprüngliche Kontakt-Unstetigkeit zeigen würden.
Es wurde zwar ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt und ausführlich beschrieben, um die Anwendung der Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen, doch kann die Erfindung selbstverständlich mit anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden, ohne dass man diese Prinzipien verlässt.

Claims

Methode zur Paarung von Gewehrläufen am Bodenstück, beginnend bei mindestens einem Lauf und einer Monoblockbuchse, die durch folgende Phasen gekennzeichnet ist: – Ausstatten des Bodenstücks von jedem Lauf mit einem Endstück (11') vorbestimmter Form und vorbestimmten Durchmessers, beginnend bei einer Anschlagschulter (11''), die zum hinteren Ende des Laufs hin gerichtet ist und im rechten Winkel zur Achse des besagten Laufs liegt; – Ausstatten der Monoblockbuchse mit einem Durchgangsloch (12') für jeden Lauf und einer Anschlagebene (12''), die zur Anschlagsschulter (11'') des Laufs hin gerichtet ist, die Form und der Durchmesser des besagten Lochs müssen mit dem Endstück des Laufs übereinstimmen und die besagte Anschlagsebene (12'') muss im rechten Winkel zur Achse des besagten Lochs liegen; – mechanisches Paaren von Lauf und Buchse, indem das Endstück des Laufs in das entsprechende Loch der Buchse eingeführt wird, bis die Anschlagsschulter die Anschlagsebene fest berührt; – endgültiges Verbinden von Lauf und Buchse durch Laserschmelzung an mindestens zwei Bereichen (A, B) auf der Höhe der sich fest berührenden besagten Schulter und besagten Anschlagsebene und auf der Höhe eines hinteren Endes des Laufs und der Buchse; und – Entfernen von evtl. überschüssigem Material auf der Höhe der besagten Verbindungsbereiche (A, B);
Methode entsprechend Anspruch 1, bei der jeder Lauf und die Buchse mit einer evtl. Zugabe an den Bereichen vorbereitet sind, die für die Laserschmelzung vorgesehen sind.
Methode entsprechend Anspruch 1, bei der das Endstück (11') des Laufs und das Loch in der Buchse zylindrisch sind und denselben Durchmesser aufweisen.
Methode entsprechend Anspruch 1, bei der der Lauf und die Buchse vor der mechanischen Paarung bearbeitet und vorbereitet werden und bei der diese mechanische Paarung durch Einspannvorrichtungen während der Verbindung durch Laserschmelzung in besagten Bereichen beibehalten wird.
Gesamtheit von Gewehrläufen, die sich zusammensetzt aus mindestens einem Lauf und einer Buchse, in der das Bodenstück des Laufs eingefügt ist, die Gesamtheit kennzeichnet sich dadurch aus, dass der Lauf und die Buchse vollständig durch Laserschmelzung an mindestens zwei Bereichen (A, B) vereint sind.
Gesamtheit von Gewehrläufen entsprechend Anspruch 5, bei der besagte Verbindungsbereiche mit den Enden gegenüber der Buchse übereinstimmen und ohne ersichtliche Verbindungslinien um die Läufe herum verlaufen.
Ein Gewehr, das sich zusammensetzt aus: mindestens einem Lauf und einer Buchse, in die besagtes Bodenstück des Laufs eingefügt wird, es kennzeichnet sich dadurch aus, dass der Lauf und die Buchse anhand der folgenden Phasen miteinander verbunden werden: – Ausstatten des Bodenstücks von jedem Lauf mit einem Endstück (11'') vorbestimmter Form und vorbestimmten Durchmessers, beginnend bei einer Anschlagschulter (11''), die zum hinteren Ende des Laufs hin gerichtet ist und im rechten Winkel zur Achse des besagten Laufs liegt; – Ausstatten der Monoblockbuchse mit einem Durchgangsloch (12') für jeden Lauf und einer Anschlagebene (12''), die zur Anschlagsschulter (11'') des Laufs hin. gerichtet ist, die Form und der Durchmesser des besagten Lochs müssen mit dem Endstück des Laufs übereinstimmen und die besagte Anschlagsebene muss im rechten Winkel zur Achse des besagten Lochs liegen; – mechanisches Paaren von Lauf und Buchse, indem das Endstück des Laufs in das entsprechende Loch der Buchse eingeführt wird, bis die Anschlagsschulter die Anschlagsebene fest berührt; – endgültiges Verbinden von Lauf und Buchse durch Laserschmelzung an mindestens zwei Bereichen (A, B) auf der Höhe der sich fest berührenden besagten Schulter und besagten Anschlagsebene und auf der Höhe eines hinteren Endes des Laufs und der Buchse; und – Entfernen von evtl. überschüssigem Material auf der Höhe der besagten Verbindungsbereiche (A, B);
Gewehr entsprechend Anspruch 7, bei dem jeder Lauf und die Buchse mit einer evtl. Zugabe an den Bereichen (A, B) vorbereitet sind, die für die Laserschmelzung vorgesehen sind.
Gewehr entsprechend Anspruch 7, bei dem das Endstück (11') des Laufs und das Loch in der Buchse (12') zylindrisch sind und denselben Durchmesser aufweisen.
Gewehr entsprechend Anspruch 7, bei dem der Lauf und die Buchse vor der mechanischen Paarung bearbeitet und vorbereitet werden und bei dem diese mechanische Paarung durch Einspannvorrichtungen während der Verbindung durch Laserschmelzung in besagten Bereichen (A, B) beibehalten wird.