ES2249577T3 - Procedimiento de mecanizacion pra acabar una superficie de bloqueo de un arma portatil semi-automatica y superficie de bloqueo obtenida con este procedimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento que sirve para realizar el acabado de la superficie de retén (5) que presenta la forma ya definitiva, configurada por la superficie transversal delantera (que señala hacia atrás) de la ventana de expulsión (4) perteneciente a una pistola automática, caracterizado porque, la superficie de retén (5) es endurecida mediante un rayo láser y para ello el rayo láser es orientado sobre la superficie de retén (5) y/o una primera superficie material (7) adyacente directamente con ésa y es dirigido de tal forma, que su punto de incidencia se extiende a lo largo de la superficie material (7) o bien de la superficie de retén (5).

Description

Procedimiento de mecanización para acabar una superficie de bloqueo de un arma portátil semi-automática y superficie de bloqueo obtenida con este procedimiento.

La presente invención se refiere a un procedimiento que sirve para realizar el acabado de la superficie de retén, que presenta la forma ya definitiva, situada sobre un arma de fuego portátil automática, en especial una superficie de retén tal, que se configura por la superficie transversal delantera (señalando hacia atrás) de la ventana de expulsión del carro de una pistola automática; se refiere también a una superficie de retén elaborada mediante un procedimiento como éste.

Las designaciones de posiciones, que se refieren al arma de fuego portátil y a sus partes, se refieren siempre a la posición normal del arma mientras se encuentra con la dirección de tiro horizontal hacia delante. La superficie transversal antedicha de la ventana de expulsión de una pistola automática se trata, por tanto, de una superficie plana en su mayor parte y vertical, la cual se extiende aproximadamente en sentido perpendicular con respecto a la dirección de tiro horizontal.

Sin embargo, no se refiere a una superficie geométrica sola, sino también a una zona estrecha debajo de ésta, parecida a una superficie helada. Esta "superficie" tiene que ser lo suficientemente dura y/o resistente como para resistir las presiones superficiales que se presentan.

Las pistolas automáticas modernas, modificadas según el sistema Colt-Browing, poseen sobre el lado superior del cañón un saliente, el llamado tetón de bloqueo. Durante el cierre del cerrojo, éste encaja, desde abajo, en la ventana de expulsión del llamado carro. Durante el disparo, el retroceso presiona el carro hacia atrás, mientras que el cañón es arrastrado hacia delante por efecto de la fricción del proyectil acelerado en su interior. En consecuencia, el cerrojo (o carro) solo puede abrirse cuando el proyectil ha salido del cañón, la presión del gas ha descendido y el cañón se ha movido ligeramente hacia atrás. A modo de ejemplo, este curso de acontecimientos se ajusta a todas las pistolas automáticas recientemente conocidas de la solicitante.

En el caso del procedimiento de bloqueo descrito, se transfieren unas fuerzas muy importantes desde la superficie transversal delantera de la ventana de expulsión, esto es, de la superficie de retén hacia el tetón de bloqueo. En el caso de munición muy pesada, la presión superficial que actúa en el material todavía aumenta más. Mientras el arma se desbloquea, puede actuar una presión superficial más elevada, puesto que entonces la banda de material que transfiere la fuerza se vuelve cada vez más delgada.

En el tetón de bloqueo no se presenta ningún problema porque de todas formas el cañón está tratado térmicamente. Por lo demás, en el caso de las armas reglamentarias, el cañón es una pieza de desgaste.

A su vez, también se podría templar el carro en la zona de la superficie frontal de la ventana de expulsión, esto es, su superficie de retén, y entonces, dado el caso, se podría pulir. Sin embargo, en cada uno de esos casos, con ello se dañaría su recubrimiento anticorrosivo. Por tanto, justo después del endurecimiento, se bruñe el carro, ya que si no el arma presentaría una mancha descubierta, irregular y desnuda sobre su lado superior, la cual no sólo tendría un aspecto desagradable sino que además correría el peligro de oxidarse.

Sin embargo, las armas reglamentarias modernas son nitrocarburadas y más tarde oxidadas, con lo que se consigue un recubrimiento anticorrosivo negro, extraordinariamente sólido y permanente. Este recubrimiento es notablemente resistente a la abrasión y más estable desde el punto de vista químico, que si fuera un bruñido. Sin embargo, se realiza térmicamente a una temperatura tan elevada que la estructura del material situado sobre la superficie de retén, estructura que por ejemplo se hubiera configurado con anterioridad y cuidadosamente por endurecimiento, se alteraría debido al tratamiento térmico de ennegrecimiento. A su vez no resulta aconsejable un endurecimiento posterior, esto es, un endurecimiento después de este tratamiento de ennegrecimiento, puesto que éste decoloraría la capa de ennegrecimiento sobre la zona de endurecimiento. De todos modos, mediante el pulimento posterior, que en general resulta indispensable, se extrae de nuevo una parte de la capa de ennegrecimiento. Este pulimento ha de restaurar, en el caso de producirse una distorsión del material, la geometría exacta de la superficie de retén, puesto que incluso una leve distorsión produciría el efecto de que la superficie de retén endurecida ya no se apoyase intensamente sobre el tetón de bloqueo. De esta forma la superficie de apoyo se reduciría y con ello se aumentaría la presión superficial. Sin embargo, con ello se volvería a eliminar el efecto que se pretende mediante el endurecimiento.

Si bien es verdad que, hasta el momento, ya se endurece de forma inductiva una parte del carro y se pule a continuación, sin embargo esta parte se encuentra en el interior del arma y por ello no puede verse desde el exterior. Por tanto su decoloración no resulta molesta. El tratamiento térmico de la zona que se ha de endurecer tampoco perjudica el recubrimiento exterior anticorrosivo, puesto que la zona que se ha de endurecer y los segmentos recubiertos con material anticorrosivo, pertenecientes a la superficie exterior, se encuentran demasiado dispersos entre sí.

Hasta el momento se ha evitado eficazmente los daños sobre la superficie no endurecida del bloqueo dado que se ha elegido un material de carro de mejor calidad, se ha procesado el carro y con ello la superficie de retén y/o se ha aumentado el grosor del carro sobre la superficie de retén. Sin embargo, cuando se utiliza munición fuertemente cargada de forma inhabitual, podría seguir apareciendo deformaciones perceptibles después de un número muy elevado de disparos. No obstante una ampliación todavía mayor del carro haría que el arma fuera pesada y maciza. Un mayor grosor del carro acarrearía problemas constructivos. La utilización de un material con una calidad todavía más alta que la del material que hoy en día ya se utiliza apenas sería posible y resultaría de todos modos demasiado costoso.

También sería posible insertar un retén hecho con acero para muelles endurecido, el cual constituyera entonces la superficie de retén. Sin embargo, dicha solución sería complicada y consecuentemente costosa. También sería factible un endurecimiento por inducción del borde del carro desde la parte inferior, por enfriamiento simultáneo del lado superior del carro ya elaborado y el posterior alisamiento y desbarbado de tan sólo la superficie de retén. Sin embargo, con ello no acaban de evitarse pequeñas decoloraciones todavía visibles en el lado superior del carro. Por lo demás este procedimiento también resultaría bastante caro.

De todos modos, la problemática antedicha podría controlarse mediante un procedimiento que se basara en el estado de la técnica actual. De este modo los costes elevados y cualquier otra desventaja podrían reducirse.

Partiendo de lo dicho, la presente invención tiene como objetivo solucionar los problemas anteriores de forma rápida y rentable.

Este objetivo queda resuelto, según la invención, mediante los objetos de las reivindicaciones 1 y 5; siguiendo el procedimiento, esto es, mediante un procedimiento para realizar el acabado de una superficie de retén que presenta una forma ya definitiva, superficie que se sitúa sobre un arma de fuego portátil automática, en particular, de la superficie de retén constituida por la superficie transversal delantera (que señala hacia atrás) de la ventana de expulsión de una pistola automática, en el caso de la cual, la superficie de retén y/o la superficie de material adyacente a ésta está o están cubiertas por un rayo láser endurecedor.

Este rayo láser puede ajustarse para que irradie poca energía; no obstante, debido a su alta concentración, éste provoca un sobrecalentamiento local en una zona reducida. Con ello el rayo láser produce en su punto de incidencia una temperatura elevada, suficiente para el endurecimiento, la cual, no obstante, alrededor de este punto desciende muy rápidamente. El material adyacente al punto de incidencia desvía precisamente el calor de forma rápida; y lo realiza tan rápidamente que no es necesario un enfriamiento brusco. De manera imprevista, no tiene lugar ninguna distorsión de la superficie de retén.

Por el documento DE 199 18 794 A1 (RHEINMETALL) ya se ha dado a conocer un endurecimiento por láser en la tecnología armamentística. En el caso conocido se trata, sin embargo, de endurecer una capa situada coaxialmente con respecto al eje del tubo del arma de la superficie interior de este tubo, y dicho proceso se realiza con ayuda de un espejo giratorio introducido en el cañón. La capa así endurecida es cubierta posteriormente mediante una capa de metal duro, por lo tanto no resulta visible. No se cuenta con ninguna distorsión, puesto que la superficie que se ha de endurecer es asimétrica. No se manifiesta ninguna similitud con la problemática de la presente invención.

Por el documento US 3 110 223, según el preámbulo de la reivindicación 1, se conoce el cromado de la superficie exterior del cañón de una pistola militar de los Estados Unidos M 1911 o M 1911 A1 o semejante. Con ello también se croman los tetones de bloqueo del cañón.

Por el documento US 5 664 359 resulta conocido, al igual que por el documento mencionado DE 199 18 194 A1, endurecer mediante láser la superficie interior de un cañón.

En el caso de la presente invención, el rayo láser puede apuntarse directamente sobre la superficie de retén que vaya a endurecerse. Cuando el rayo láser palpa tan sólo una línea -que discurra dentro de la superficie de retén-, entonces el endurecimiento que se produce con ello desciende rápidamente a ambos lados de esa línea. Si por el contrario, palpa toda la superficie de retén que vaya a endurecerse, ésta puede sobrecalentarse y enfriarse lentamente. El resultado sería una mezcla de cristal indefinido en el material.

Sin embargo, se ha comprobado que el rayo láser consigue un endurecimiento muy óptimo de la superficie de retén cuando ése incide sobre el borde entre una superficie material vertical, adyacente a la superficie de retén y ésa superficie material, y cuando su punto de incidencia se dirige a lo largo de ésa. Esta zona de incidencia se calienta considerablemente, de modo que, como consecuencia de dicho calentamiento, puede producirse un endurecimiento. A través del borde agudo se consigue, de forma rápida, un calentamiento elevado. Tan pronto como no exista ningún rayo láser más, la esquina se enfría instantáneamente y se endurece.

La zona endurecida de esta forma puede ser muy estrecha. A pesar del calentamiento desigual, con ello el material no sufre ninguna distorsión. Mejor dicho, la superficie de retén conserva su forma y no precisa por tanto de ningún procesamiento posterior.

El rayo láser es orientado de forma preferente formando un ángulo oblicuo con respecto a la superficie de retén (reivindicación 2), de forma especialmente preferente, formando un ángulo de unos 45º (reivindicación 3). Con ello resulta ventajoso cuando incide, desde detrás y desde abajo, sobre el borde inferior de la superficie de retén (el carro se encuentra horizontal, como durante el cierre; el sentido del disparo discurre hacia delante).

El rayo láser deja sobre la superficie de material, sobre la que incide, como máximo una marca en forma de línea, la cual no resulta molesta. Sin embargo, si esta superficie de material es tratada mediante un recubrimiento anticorrosivo, entonces esta capa anticorrosiva es dañada o incluso destruida. Por ello y según la presente invención, resulta preferente apuntar el rayo láser sobre la superficie del material que no sea visible desde la parte exterior del arma (reivindicación 4). La superficie exterior del carro, situada al lado opuesto de esa superficie del material, puede ser tratada mediante un recubrimiento anticorrosivo de una forma casi cualquiera, puesto que la intensidad del rayo y la frecuencia de descarga del láser puede ajustarse de tal manera que no caliente la superficie anticorrosiva a una temperatura que ponga en peligro el recubrimiento anticorrosivo. De todos modos, ese borde endurecido por rayo láser es la zona que sufre una carga mayor.

Por lo que al dispositivo se refiere, la presente invención alcanza su objetivo mediante una superficie de retén situada sobre un arma de fuego portátil automática, especialmente, mediante una superficie de retén situada sobre la parte delantera de la ventana de expulsión del carro perteneciente a una pistola automática, con una zona endurecida mediante láser por medio un procedimiento que sigue una de las reivindicaciones 1 a 4.

De forma preferente, la superficie de retén se prevé que esté situada sobre un carro con la superficie exterior carburada en nitrato y oxigenada (reivindicación 6).

Este procedimiento resulta especialmente ventajoso en el caso de los modelos reglamentarios, en los que deben evitarse marcas u otro tipo de huellas sobre las superficies visibles, para que, por ejemplo, la tropa, en la que ha introducido dicha pistola automática, no intente "limpiar" esas marcas.

La superficie de retén endurecida según la presente invención es prolongada, preferentemente para el material del carro, mediante un material cuneiforme configurado en la estructura del material del carro. Este material posee dos superficies descubiertas, que parten del borde inferior de la superficie de retén, de las cuales una de ellas se extiende hacia arriba hasta casi el borde superior de la superficie de retén y la otra se extiende hacia delante por la parte inferior del carro. Estas dos superficies se encuentran unidas a través del material del carro a lo largo de una zona de estructura de unión (reivindicación 7).

Por lo tanto, se configura una zona endurecida, la cual queda delimitada, por fuera, por la superficie de retén y hacia abajo aumenta su grosor. De manera inesperada esto resulta sumamente ventajoso. Cuando precisamente el cañón del arma desciende hacia abajo durante el desbloqueo, el carro se apoya a través de la superficie de retén sobre una banda cada vez más estrecha del tetón de bloqueo del cañón. De esta forma, la presión superficial puede aumentar sobre la parte inferior de esta superficie de retén. Sin embargo sobre esta parte inferior también aumenta la resistencia debido a la dureza de la capa gruesa.

En la parte superior de la superficie de retén, el área de unión estructural discurre, hacia abajo, entre la capa endurecida y la capa no endurecida o, por fuera, en el borde superior. De esta manera la superficie exterior del arma, tratada como superficie superior, permanece protegida de cualquier variación, puesto que el área de unión antedicha no desemboca en esa superficie exterior.

De forma preferente, las dos superficies descubiertas, pertenecientes la material endurecido, se extienden aproximadamente 1 hasta 1,5 mm hacia delante y hacia arriba del borde inferior de la superficie de retén (reivindicación 8). Por tanto, la anchura de esas superficies nunca sobrepasa la altura de la superficie de retén y, por consiguiente, tampoco desemboca nunca en la superficie exterior superior ennegrecida del arma. Un valor medio y preferente del grosor de la dureza de la capa sería 0,5 mm siguiendo el sentido del tiro y 1,0 mm perpendicular a éste (en la superficie de retén).

El propio carro está hecho fundamentalmente de acero resistente y fuertemente aleado (reivindicación 9), el cual aún sin endurecer aplica la resistencia de uso necesaria para éste. Resulta especialmente apropiado por ejemplo 42 CrMoS_{4}. Como tratamiento posterior, se realiza un acabado en el carro mediante un tratamiento térmico, siendo nitrocarburado y ennegrecido por oxidación y a continuación, y siguiendo las pautas de la presente invención, su superficie de retén es endurecida por láser.

La presente invención se explica con mayor detalle mediante el dibujo esquemático adjunto; en éste se muestran

la figura 1, una vista de perfil de un carro seccionado parcialmente perteneciente a una pistola automática, y

la figura 2, el elemento II de la figura 1 ampliado.

La figura 1 muestra el carro 1 perteneciente a una pistola automática, con lo que el sentido del disparo señala hacia la izquierda. El carro 1 está compuesto de 42 CrMoS_{4} y debido al tratamiento térmico presenta unas superficies exteriores 3 ennegrecidas. En la pared superior del carro 9 se encuentra un orificio de expulsión 4 que señala hacia arriba, el cual queda delimitado por delante por una superficie de retén 5 vertical que se extiende perpendicularmente con respecto a la dirección del disparo. Ésta última se asienta sobre un tetón complementario de bloqueo de un cañón (que no se muestra), cuando la pistola está lista para ser disparada. La altura de la superficie de retén es preferiblemente igual al grosor de la pared superior del carro 9.

Tal como se muestra en la figura 2, la superficie de retén 5 cierra, por delante, el orificio de expulsión 4 en el carro 1.

Después del acabado completo del carro, también el ennegrecimiento definitivo de sus superficies exteriores 3, éste se sujeta, y se orienta de tal modo un láser de un tipo conocido, que el rayo láser discurre en sentido a la flecha 15 hacia el carro 1 y es desviado perpendicularmente con respecto al plano en perspectiva; de manera preferente, con una velocidad de avance de unos 100 mm/minuto. El rendimiento medio del láser corresponde preferiblemente a unos pocos 100 W, la duración del impulso es preferentemente de unos pocos milisegundos, y la frecuencia es preferiblemente de unos 100-150 Hz.

Este tratamiento no deja ninguna huella que sea visible desde el exterior. Este tratamiento consigue una zona 11 endurecida del material de la pared superior del carro 9 - una zona que queda limitada, por delante, mediante una zona de unión 13 inclinada, plana y claramente definida, por detrás, mediante la parte inferior de la superficie de retén 5 y, por debajo, mediante una parte de la superficie inferior 7 de la pared superior del carro 9. El material del carro 4, en la zona 11 endurecida por láser, está hecho a modo de una estructura de precisión y martensística.

La presente invención se ha descrito especialmente para una pistola automática, aunque se extiende a todas las armas automáticas en las que se ha de endurecer, a posteriori, una superficie de retén sobrecargada.

Claims (9)

1. Procedimiento que sirve para realizar el acabado de la superficie de retén (5) que presenta la forma ya definitiva, configurada por la superficie transversal delantera (que señala hacia atrás) de la ventana de expulsión (4) perteneciente a una pistola automática, caracterizado porque, la superficie de retén (5) es endurecida mediante un rayo láser y para ello el rayo láser es orientado sobre la superficie de retén (5) y/o una primera superficie material (7) adyacente directamente con ésa y es dirigido de tal forma, que su punto de incidencia se extiende a lo largo de la superficie material (7) o bien de la superficie de retén (5).

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque el rayo láser se orienta en sentido oblicuo sobre el borde entre la superficie de retén (5) y la primera superficie material (7).

3. Procedimiento, según la reivindicación 2, caracterizado porque el rayo láser se orienta formando un ángulo de unos 45º con respecto a la superficie de retén (5).

4. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el rayo láser es orientado sobre aquella superficie material (7) que desde el lado exterior del arma no puede ser visible.

5. Superficie de retén (5) situada sobre un arma de fuego portátil automática, en especial una superficie de retén (5) situada sobre la parte delantera de la ventana de expulsión (4) del carro (1) perteneciente a una pistola automática, caracterizada porque, la superficie de retén (5) presenta, por lo menos y parcialmente, una zona endurecida por láser mediante el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Superficie de retén (5), según la reivindicación 5, en el caso de una pistola automática, prevista con una superficie exterior (3) de su carro (1) nitrocarburada y oxidada.

7. Superficie de retén, según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque la zona (11) endurecida se configura como una banda (11) endurecida situada en la estructura del material del carro, la cual presenta una sección transversal aproximadamente triangular, con dos superficies descubiertas que parten del borde inferior de la superficie de retén (5), con lo que una de ellas se extiende hacia arriba como máximo hasta aproximadamente el borde superior de la superficie de retén (5), y la otra se extiende hacia delante sobre la parte inferior del carro (1), ambas superficies quedan unidas mediante el material del carro endurecido por láser y de esta forma se configura una zona de separación estructural (13) para material de carro que no sea endurecido con láser.

8. Superficie de retén, según la reivindicación 7, caracterizada porque la anchura de las superficies descubiertas no sobrepasa aproximadamente 1 a 1,5 mm.

9. Superficie de retén, según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada porque se configura sobre un carro (1) hecho de acero esencialmente resistente y fuertemente aleado.