EP0614712A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hochfesten Rohren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hochfesten Rohren Download PDF

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EP0614712A1
EP0614712A1 EP94103457A EP94103457A EP0614712A1 EP 0614712 A1 EP0614712 A1 EP 0614712A1 EP 94103457 A EP94103457 A EP 94103457A EP 94103457 A EP94103457 A EP 94103457A EP 0614712 A1 EP0614712 A1 EP 0614712A1
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tube
mandrel
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shotgun
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Bernd Stein
Willi Zimmermann
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Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
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Dynamit Nobel AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H7/00—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
    • B21H7/18—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons grooved pins; Rolling grooves, e.g. oil grooves, in articles
    • B21H7/187—Rolling helical or rectilinear grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture 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
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/152—Making rifle and gunbarrels
    • B21C37/153—Making tubes with inner- and/or outer guides

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing high-strength tubes according to the preamble of claim 1 and claim 3.
  • a barrel is drilled into a round bar.
  • the tube is then strain hardened, i.e. the outer surface is subjected to hammering.
  • the inner surface of the tube is honed and the tube is partially turned from the outside or subjected to grinding and brought to the required length.
  • the barrel of shotgun barrels is usually provided with a "choke", i.e. a reduction in the diameter of the barrel at the mouth.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for the production of high-strength pipes, which requires only a few steps and is therefore less expensive. Shotgun and rifle barrels are specifically to be produced with this process.
  • Spinning rollers are understood to mean a forming process for reducing the wall thickness of cylindrical hollow bodies.
  • the wall of the hollow body rolls on a helix, thus stretching the workpiece in the direction of the workpiece axis (see Lueger Lexicon of Technology, R hindert Taschenbuch-Verlag, 1971).
  • the processing of the round tubes with the known pressure rolling process has the advantage of the small number of work steps. Furthermore, a more uniform strain hardening of the material is created by the pressure rolling, whereby more uniform strengths can be achieved. Another advantage is that partially different strengths can be achieved in the same part. In addition, pressure-rolled parts have a particularly favorable stretched fiber course, so that there is a longer service life for the high-strength pipes produced.
  • the outer surface of the pipes is produced without further rework during the pressure rolling process. It is highly compacted and has a low roughness. The surface is therefore less sensitive to impacts and is far less susceptible to corrosion. The pipes have extremely tight dimensional tolerances due to the process.
  • the method is used for producing shotgun or rifle barrels. As one of the last steps, only the cartridge chamber has to be drilled or turned out. The manufacturing costs of shotgun or rifle barrels can be significantly reduced by the method according to the invention.
  • the mandrel expediently has a polished surface. This eliminates the need for a subsequent honing process.
  • the mandrel which is pushed into a round tube during manufacture, is advantageously provided with spiral depressions which correspond to those of the fields in the barrel.
  • the trains and fields of the barrels are also manufactured in one operation using this method.
  • the mandrel expediently has a defined bevel at its outer end, which corresponds to the choke at the mouth of the shotgun barrel.
  • This choke is a reduction in the diameter of the barrel at the mouth.
  • Fig. 1 shows schematically a device (spinning roll tool 3) for the production of pipes, such as shotgun or rifle barrels.
  • a cylindrical mandrel 2 is clamped, which rotates with the speed of the spindle 8 in the direction of the arrow.
  • the outside diameter of the mandrel 2 corresponds to the inside diameter of the finished running tube.
  • the mandrel 2 has a bevel 5 which merges into a cylindrical end section 10 of the mandrel 2 with a reduced diameter. This reduction in diameter, also called “choke”, is usually necessary at the muzzle of a shotgun barrel.
  • the round tube 1 - also called tube - is pushed in the direction of the spindle 8 at the beginning of the pressure rolling process by the axial forward movement of the pressure rollers 4 (see arrows).
  • the tube 1 claws on its end facing the spindle 8 with the driver 9 arranged there, which consists of individual elevations.
  • the tube 1 rotates together with the mandrel 2.
  • spinning rollers or spinning rollers 4 On the tube 1 there are three spinning rollers or spinning rollers 4, which are arranged in a defined axial offset from one another perpendicular to the axis 11 of the tube 1 or the mandrel 2.
  • the spinning rollers or spinning rollers 4 are set in rotation and turn counter to the direction of rotation of the spindle 8 (see arrows).
  • these pressure rollers or pressure rollers 4 are pressed onto the tube 1 and slowly in the axial direction (see arrows) the tube 1 or the mandrel 2 moved. As a result, the tube 1 is solidified and stretched at the same time. Due to the bevel 5 on the end of the mandrel 2 facing away from the spindle 8, the tube 1 can at the same time be provided with a cone on the inside in one work step.
  • the pressure rollers 4 start in the area of the end section 10.
  • the exact geometry of the forming area of the pressure rollers or pressure rollers 4 is in each case adapted to the round tube that is not to be formed.
  • the mandrel 2 is greased before the tube 1 is pushed on.
  • FIG. 2 shows two subsequent processing steps for producing a shotgun or rifle barrel.
  • FIG. 2a shows schematically the partial overturning and cutting to length of the pressure-rolled tube 1.
  • FIG. 2b shows the drilling or unscrewing of a cartridge chamber.
  • FIG. 3 shows a section of a mandrel 2.
  • This mandrel 2 advantageously has a polished surface, which makes a subsequent honing process unnecessary.
  • the mandrel 2 is expediently provided in the manufacture of rifle barrels with spiral depressions 6 which correspond to those of the fields 8 (see FIG. 4) in the rifle barrel.
  • Fig. 4 shows a section of a finished pressure-rolled tube 1 with a cut-out portion for a better view of the tube 1.
  • the trains 7 and fields 8 can be seen, which are advantageously produced directly in one operation during the pressure rolling.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von hochfesten Rohren (1), insbesondere von Flinten- bzw. Gewehrläufen. Zur Verringerung der Anzahl an Arbeitsschritten bei der Herstellung wird vorgeschlagen, daß ein Rundrohr (1) als Rohteil mittels eines an sich bekannten Drückwalz-Verfahrens bearbeitet wird, derart, a) daß in das Rundrohr (1) ein Dorn (2) eines Drückwalz-Werkzeuges (3) eingeschoben wird, wobei der Außendurchmesser des Dorns (2) dem Innendurchmesser des gewünschten fertigen Rohres entspricht, b) daß mit bekannten Drückrollen bzw. Drückwalzen (4) spezieller Geometrie das Rundrohr (1) verdichtet, die Wanddicke reduziert, die Länge vergrößert und dabei die Außenkontur des Rohres (1) gefertigt wird, c) daß nach dem Drückwalzen das fertige Rohr (1) partiell überdreht und abgelängt wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von hochfesten Rohren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 3.
  • Es ist bekannt, Flinten- bzw. Gewehrläufe in verschiedenen Arbeitsschritten herzustellen. Als erster Schritt wird in einen Rundstab ein Lauf gebohrt. Anschließend wird das Rohr kaltverfestigt, d.h. die äußere Oberfläche wird einer hämmernden Bearbeitung unterzogen. In weiteren Arbeitsschritten wird die Innenfläche des Rohres gehont und das Rohr von außen teilweise überdreht bzw. einer Schleifbearbeitung unterzogen und auf die nötige Länge gebracht. Weiterhin wird bei Flintenläufen in der Regel noch die Mündung mit einem "Choke" (Würgebohrung) versehen, d.h. einer Verringerung des Durchmessers des Laufs an der Mündung.
  • Da bei diesem bekannten Herstellungsverfahren eine Vielzahl an verschiedenen Arbeitsschritten erforderlich ist, ist dieses Verfahren sehr aufwendig und mit hohen Produktionskosten verbunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von hochfesten Rohren anzugeben, welches mit wenigen Arbeitsschritten auskommt und dadurch kostengünstiger ist. Speziell sollen mit diesem Verfahren Flinten- bzw. Gewehrläufe hergestellt werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Rundrohr als Rohteil mittels eines an sich bekannten Drückwalz-Verfahrens bearbeitet wird, derart, daß
    • a) in das Rundrohr ein Dorn eines Drückwalz-Werkzeuges eingeschoben wird, wobei der Außendurchmesser des Dorns dem Innendurchmesser des gewünschten fertigen Rohres entspricht,
    • b) mit bekannten Drückrollen bzw. Drückwalzen spezieller Geometrie das Rundrohr verdichtet, die Wanddicke reduziert, die Länge vergrößert und dabei die Außenkontur des Rohrs gefertigt wird, und
    • c) nach dem Drückwalzen das fertige Rohr partiell überdreht und abgelängt wird.
  • Unter Drückwalzen wird ein Umformverfahren zur Verringerung der Wanddicke von zylindrischen Hohlkörpern verstanden. Im Zusammenwirken mit der Druckform walzt sich die Wandung des Hohlkörpers auf einer Schraubenlinie ab und bewirkt so eine Reckung des Werkstücks in Richtung der Werkstückachse (siehe Lueger Lexikon der Technik, Rowohlt Taschenbuch-Verlag, 1971).
  • Die Bearbeitung der Rundrohre mit dem an sich bekannten Drückwalz-Verfahren hat den Vorteil der geringen Anzahl an Arbeitsschritten. Ferner entsteht durch das Drückwalzen eine gleichmäßigere Kaltverfestigung des Werkstoffes, wodurch gleichmäßigere Festigkeiten erzielbar sind. Ein weiterer Vorteil ist, daß im gleichen Teil partiell verschiedene Festigkeiten erreicht werden können. Außerdem besitzen drückgewalzte Teile einen besonders günstigen gestreckten Faserverlauf, so daß eine höhere Lebensdauer der hergestellten hochfesten Rohre gegeben ist.
  • Die Außenoberfläche der Rohre wird während des Drückwalz-Verfahrens ohne weitere Nacharbeit hergestellt. Sie ist stark verdichtet und weist eine geringe Rauhtiefe auf. Die Oberfläche ist somit weniger empfindlich gegen Stöße und ist weitaus weniger korrosionsanfällig. Die Rohre weisen verfahrensbedingt außerordentlich enge Masstoleranzen auf.
  • In bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsform wird das Verfahren zur Herstellung von Flinten- bzw. Gewehrläufen verwendet. Als einer der letzten Arbeitsschritte muß dann lediglich das Patronenlager gebohrt bzw. ausgedreht werden. Die Herstellungskosten von Flinten- bzw. Gewehrläufen lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren erheblich senken.
  • Zweckmäßigerweise weist der Dorn eine polierte Oberfläche auf. Hierdurch erübrigt sich ein nachgeschalteter Honvorgang.
  • Bei der Herstellung von Gewehrläufen und in seltenen Fällen auch bei Flintenläufen ist vorteilhafterweise der Dorn, der bei der Fertigung in ein Rundrohr geschoben wird, mit spiralförmigen Vertiefungen versehen, die denen der Felder im Lauf entsprechen. Hierdurch werden mit diesem Verfahren in einem Arbeitsgang zugleich auch die Züge und Felder der Läufe gefertigt.
  • Zur Einsparung eines weiteren zusätzlichen Arbeitsschrittes bei der Herstellung von Flintenläufen weist zweckmäßigerweise der Dorn an seinem äußeren Ende eine definierte Abschrägung auf, die dem Choke an der Mündung des Flintenlaufs entspricht. Dieser Choke ist eine Verringerung des Durchmessers des Laufs an der Mündung.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Vorrichtung zur Herstellung von Flinten- bzw. Gewehrläufen inklusive "Choke";
    Fig. 2
    zwei nachgeschaltete Arbeitsschritte zur Herstellung von Flinten- bzw. Gewehrläufen;
    Fig. 3
    einen Dorn eines Drückwalz-Werkzeuges mit spiralförmigen Vertiefungen;
    Fig. 4
    eine Ansicht eines fertigen Rohres mit einem ausgebrochenen Teilbereich.
  • Fig. 1 zeigt schematisiert eine Vorrichtung (Drückwalz-Werkzeug 3) zur Herstellung von Rohren, wie Flinten- bzw. Gewehrläufen. An einer Spindel 8 mit einem Mitnehmer 9 ist ein zylindrischer Dorn 2 eingespannt, der sich mit der Drehzahl der Spindel 8 in Pfeilrichtung dreht. Der Außendurchmesser des Dorns 2 enspricht dem Innendurchmesser des fertigen Laufrohres. An seinem der Spindel 8 abgewandten Ende weist der Dorn 2 eine Abschrägung 5 auf, die in einen im Durchmesser reduzierten zylinderförmigen Endabschnitt 10 des Dorns 2 übergeht. Diese Durchmesserreduzierung, auch "Choke" genannt, ist in der Regel an der Mündung eines Flintenlaufs erforderlich.
  • Auf dem Dorn 2 ist ein Rundrohr 1 aufgeschoben, welches den Rohling des zu fertigenden Flinten- bzw. Gewehrlaufs darstellt. Das Rundrohr 1 - auch Rohr genannt - wird zu Beginn des Drückwalz-Vorganges durch die axiale Vorwärtsbewegung der Drückrollen 4 (siehe Pfeile) in Richtung Spindel 8 geschoben. Dadurch verkrallt sich das Rohr 1 an seiner zur Spindel 8 gewandten Stirnseite mit dem dort angeordneten Mitnehmer 9, der aus einzelnen Erhebungen besteht. Dies hat zur Folge, daß das Rohr 1 sich zusammen mit dem Dorn 2 dreht.
  • Auf dem Rohr 1 liegen drei Drückrollen bzw. Drückwalzen 4 auf, die in einem definierten achsialen Versatz zueinander senkrecht zur Achse 11 des Rohrs 1 bzw. des Dorns 2 angeordnet sind. Die Drückrollen bzw. Drückwalzen 4 werden in Rotation versetzt und drehen sich entgegengesetzt zur Rotationsrichtung der Spindel 8 (siehe Pfeile).
  • Beim Drückwalzen werden diese Drückrollen bzw. Drückwalzen 4 auf das Rohr 1 gedrückt und langsam in Axialrichtung (siehe Pfeile) des Rohres 1 bzw. des Dorns 2 fortbewegt. Hierdurch wird das Rohr 1 verfestigt und zugleich gestreckt. Durch die Abschrägung 5 an dem der Spindel 8 abgewandten Ende des Dorns 2 kann das Rohr 1 in einem Arbeitsschritt zugleich innen mit einem Konus versehen werden. Hierzu starten die Drückrollen 4 im Bereich des Endabschnitts 10. Die genaue Geometrie des Umformbereichs der Drückrollen bzw. Drückwalzen 4 ist jeweils dem unzuformenden Rundrohr angepaßt.
  • Zur leichteren Bearbeitung wird der Dorn 2 vor dem Aufschieben des Rohres 1 gefettet.
  • In der Fig. 2 sind zwei nachfolgende Bearbeitungsschritte zur Herstellung eines Flinten- bzw. Gewehrlaufs gezeigt. Fig. 2a zeigt schematisch das partielle Überdrehen und Ablängen des drückgewalzten Rohres 1. Fig. 2b zeigt das Bohren bzw. Ausdrehen eines Patronenlagers.
  • Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Dorn 2. Dieser Dorn 2 weist vorteilhafterweise eine polierte Oberfläche auf, wodurch sich ein nachfolgender Honvorgang erübrigt. Außerdem ist der Dorn 2 bei der Herstellung von Gewehrläufen zweckmäßigerweise mit spiralförmigen Vertiefungen 6 versehen, die denen der Felder 8 (siehe Fig. 4) im Gewehrlauf entsprechen.
  • Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem fertigen drückgewalzten Rohr 1 mit einem ausgeschnittenen Teilbereich zur besseren Einsicht in das Rohr 1. Gut zu erkennen sind die Züge 7 und Felder 8, die beim Drückwalzen in vorteilhafter Weise direkt in einem Arbeitsgang mit gefertigt werden.
  • Zusammenfassend muß gesagt werden, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Vorrichtung die Zahl der Arbeitsschritte bei der Herstellung eines hochfesten Rohres wesentlich verringert ist, so daß eine kostengünstigere Fertigung ermöglicht ist. Materialfehler im Rundrohr 1 würden beim Drückwalzen sofort bemerkt werden, so daß mit diesem Verfahren auch die Qualität des hergestellten Rohres verbessert ist.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung von hochfesten Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rundrohr (1) als Rohteil mittels eines an sich bekannten Drückwalz-Verfahrens bearbeitet wird, derart,
    a) daß in das Rundrohr (1) ein Dorn (2) eines Drückwalz-Werkzeuges (3) eingeschoben wird, wobei der Außendurchmesser des Dorns (2) dem Innendurchmesser des gewünschten fertigen Rohres entspricht,
    b) daß mit bekannten Drückrollen bzw. Drückwalzen (4) spezieller Geometrie das Rundrohr (1) verdichtet, die Wanddicke reduziert, die Länge vergrößert und dabei die Außenkontur des Rohres (1) gefertigt wird,
    c) daß nach dem Drückwalzen das fertige Rohr (1) partiell überdreht und abgelängt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Herstellung von Flinten- bzw. Gewehrläufen verwendet wird.
  3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) eine polierte Oberfläche aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) mit spiralförmigen Vertiefungen (6) versehen ist, die denen der Felder (8) im Gewehrlauf entsprechen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) an seinem äußeren Ende eine Abschrägung (5) aufweist, die dem "Choke" an der Mündung des Flintenlaufs entspricht.
EP94103457A 1993-03-12 1994-03-08 Verfahren zur Herstellung von Flintenläufen Expired - Lifetime EP0614712B1 (de)

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