NL1009393C2 - Afdichtingsysteem voor artillerie-geschutten en werkwijze voor het vervaardigen ervan. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Afdichtingssysteem voor artilleriege- schutten en werkwijze voor het vervaardigen ervan.

De uitvinding heeft betrekking op een afdichtingssysteem voor artilleriegeschutten volgens de aanhef van conclusie 1. De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van een dergelijk afdichtingssysteem.

5 Een afdichtingssysteem voor artilleriegeschutten is bekend uit DE 40 06 215 Al. Het bestaat in hoofdzaak uit een bodemring, een afdichtingsring en een afsluit-inzetstuk en moet de afdichting aan de achterzijde van de loop van het geschut tegen de bij het schot ontstaande kruitgassen 10 waarborgen. Met het oog op de bij het schot optredende hoge belastingen zijn de afdichtingssystemen in de regel uit staal vervaardigd.

In tegenstelling tot patroonmunitie, waarbij de betreffende patroonhuls de loop van het geschut aan de achterzijde 15 in de regel slechts eenmaal tegen kruitgassen hoeft af te dichten, vindt bij artilleriegeschutten de afdichting door het afdichtingssysteem voor een groot aantal schoten plaats. Aangezien de afdichtingssysteemdelen direct zijn blootgesteld aan de kruitgassen en kruitresten, zijn ze onderhevig aan 20 hoge thermische, corrosieve, schurende en in het geval van doorblazers (d.w.z. een puntsgewijs ontwijken van de hete kruitgassen tussen het afdichtingssysteem en het afsluit-inzetstuk) ook erosieve belastingen. Door de kruitgassen en kruitresten worden de oppervlakken van de afdichtingssysteem-25 delen sterk corrosief en schurend aangetast, zodat betrekke-lijk snel een oppervlaktestructuur met nerven ontstaat, waaraan de kruitresten goed hechten en die een optreden van doorblazers bevordert.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel een afdich-30 tingssysteem voor een geschut te verschaffen, waarbij het ruwer worden van de oppervlakken van de afdichtingssysteemdelen - een daarmee doorblazers - ook bij hoge drukken 1009393 -2- en opeenvolging van schoten vergaand vermeden wordt. Verder dient een werkwijze voor de vervaardiging van een dergelijk afdichtingssysteem geopenbaard te worden.

Dit doel wordt voor wat betreft het afdichtingssysteem 5 door de kenmerken van conclusie 1 en voor wat betreft de werkwijze door de kenmerken van conclusie 4 bereikt. Verdere voordelige uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn vast-gelegd in de onderconclusies.

In principe ligt aan de uitvinding het idee ten grond-10 slag, ten minste de oppervlaktegebieden van de afdichtings-symsteemdelen die bij het schot de afdichtvlakken vormen, te voorzien van een geschikt bekledingsmateriaal. Als bekle-dingsmaterialen hebben zich harde materialen, zoals chroomni-tride (CrN), titaannitride (TiN), titaancarbonitride (TiCN), 15 titaanaluminiumnitride of een combinatie van deze materialen voldaan.

Het afdichtingssysteem volgens de uitvinding heeft het grote voordeel, dat de levensduur en de betrouwbaarheid van het systeem ten opzichte van de bekende afdichtingssystemen 20 aanzienlijk wordt vergroot, zodat een tijdrovende uitwisseling van de bodemring en/of het afsluit-inzetstuk slechts zeer zelden vereist is.

Bovendien bestaan er door de relatief dunne bekleding (2-5 μπ\) geen passingsproblemen.

25 Tenslotte is gebleken dat de bekledingen uit een hard materiaal gemakkelijk te reinigen zijn en door de reiniging niet afgewreven worden.

Met voordeel vindt de bekleding van het oppervlak van het betreffende afdichtingssysteemdeel plaats door een damp-30 afscheiding van de bekledingsmaterialen. Dergelijke bekle-dingstechnieken zijn ook onder de aanduiding PVD- (physical vapour deposition) of CVD- (chemical vapour deposition) proces bekend. Het afscheiden van de harde materialen, metalen, legeringen of keramische materialen vindt plaats bij 35 temperaturen tussen 200°C en 650°C.

Met deze op zich bekende processen (vergelijk bijvoorbeeld K. Reichel, "Bekledingen uit de dampfase: een inleiding", in: H.D. Steffens en W. Brandl, "Moderne bekledings-processen", DGM Verlag, 1992, blz. 225-228) worden bekledin- 10 0 0 0 0 3 -3- gen ook bij reeds veredelde staalsoorten zonder hardheidsver-liezen en onverwijld mogelijk. Een verandering van het basismateriaal vindt daarbij niet plaats.

Bij een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding 5 wordt het betreffende afdichtingssysteemdeel voorzien van een dubbele bekleding. Daartoe wordt op het basismateriaal eerst een CrN-laag en hierop vervolgens een TiN-laag aangebracht. Daardoor kan op eenvoudige wijze worden vastgesteld wanneer het betreffende afdichtingssysteemdeel vervangen moet worden. 10 Want wanneer de goudglanzende TiN-laag na een tijd af gesleten is, komt de daaronder liggende chroomglanzende basislaag tevoorschijn. Deze basislaag neemt weliswaar voor een bepaalde tijd volledig de functie van de af deklaag over, maar duidt door het kleurverschil aan, dat een vervanging van de 15 afdichtingssysteemdelen (bijvoorbeeld van de afdichtingsring) raadzaam is.

De combinatie van lagen van CrN en TiN dient niet alleen als visuele slijtage-indicator, maar de combinatie maakt ook betere totaaleigenschappen mogelijk. Daarbij dient de CrN-20 laag hoofdzakelijk als corrosiebescherming, die ook een afschuurbeschermingswerking bezit. De TiN-laag verbetert de afschuurbescherming van de afdichtingssysteemdelen aanzienlijk.

Verdere details en voordelen van de uitvinding blijken 25 uit de hiernavolgende, aan de hand van de tekening toegelichte uitvoeringsvoorbeelden. In de tekening toont:

Fig. 1 een langsdoorsnede van een deelgebied van het einde van een loop van een geschut aan de zijde van de afsluiting, en

30 Fig. 2 een vergrote weergave van het in fig. 1 met II

aangeduide detail.

In fig. 1 is met 1 een loop van een geschut aangegeven, waaraan aan de achterzijde een afsluitwig 2 is aangebracht. De afsluitwig 2 bevindt zich in zijn gesloten stand en omvat 35 een afsluit-inzetstuk 3. Dit vormt het aanligvlak van een rechthoekig uitgevoerde afdichtingsring 4, die is opgenomen in een uitsparing 5 van een bodemring 6, die op zijn beurt met de loop 1 van het geschut is verbonden. De werking van 1 00339 3 -4- dit afdichtingssysteem is op zich bekend en in het aan het begin genoemde DE 40 06 215 Al uitvoerig beschreven.

Anders dan bij in het DE 40 06 215 Al geopenbaarde afdichtingssysteem is er ook bij het systeem volgens de 5 uitvinding in voorzien, het afsluit-inzetstuk 3, de afdich-tingsring 4 en de bodemring 5 te voorzien van een 2 - 5 μιη dikke bekleding uit chroomnitride, titaannitride, titaan-carbonitride of een combinatie van deze materialen. De betreffende bekledingen zijn in fig. 2 met onderbroken lijnen 10 aangeduid en met de verwijzingscijfers 7-9 aangegeven.

Daarbij is bijzonder voordelig gebleken, de bekleding van het oppervlak van het betreffende afdichtingssysteemdeel ofwel met behulp van het PVD- of het CVD-proces uit te voeren. Daardoor worden bekledingen ook op reeds veredelde 15 staalsoorten zonder hardheidsverliezen en onverwijld mogelijk en vindt er geen verandering van het basismateriaal plaats.

De uitvinding is vanzelfsprekend niet op het concreet weergegeven en hiervoor beschreven uitvoeringsvorm beperkt. Zo is het bijvoorbeeld voordelig gebleken als in plaats van 20 slechts één laag op het betreffende afdichtingssysteemdeel een dubbele bekleding wordt aangebracht. Daartoe wordt op het betreffende basismateriaal, bijvoorbeeld van de afdichtings-ring, eerst een CrN-laag en daarop vervolgens een TiN-laag aangebracht. Want, zoals hiervoor reeds toegelicht werd, kan 25 door deze maatregel op eenvoudige wijze worden vastgesteld, op welk moment het betreffende afdichtingssysteemdeel vervangen zou moeten worden, omdat beide bekledingen een verschillende kleur hebben.

Als bekledingsmaterialen komen naast harde materialen 30 ook metalen, legeringen, en keramische materialen in aanmerking, voorzover ze een corrosie- en slijtagebescherming van het afdichtingssysteemdeel waarborgen. Als corrosievaste metalen komen bijvoorbeeld chroom, goud, wolfraam, niobium, tantalium en legeringen ervan en als keramische materialen 35 komen vooral zirkoniumoxide en aluminiumoxide in aanmerking.

1003393

Claims (6)

1. Afdichtingssysteetn voor artilleriegeschutten met een bodemring (6) en afdichtingsring (4) en een afsluit-inzetstuk (3) , met het kenmerk, dat het naar de kruitgassen toegekeerde oppervlak van ten minste één van de afdichtingssysteemdelen 5 (3, 4, 6) is voorzien van ten minste één laag (7-9) uit een hard materiaal of een corrosie- en slijtvast metaal resp. een metaallegering of een keramisch materiaal.

2. Afdichtingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, 10 dat het bij het harde materiaal gaat om chroomnitride, titaan-nitride, titaancarbonitride, titaanaluminiumnitride of een combinatie van deze materialen.

3. Afdichtingssysteetn volgens conclusie 2, met het kenmerk, 15 dat het betreffende afdichtingssysteemdeel (3, 4, 6) is voorzien van ten minste twee op elkaar aangebrachte lagen, waarbij de naar het onbeklede afdichtingssysteemdeel toegekeerde eerste laag uit chroomnitride en de naastliggende tweede (buitenste) laag uit titaannitride bestaat. 20

4. Afdichtingssysteem volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de wanddikte van de op het betreffende afdichtingssysteemdeel (3, 4, 6) aangebrachte bekleding (7-9) tussen 2 en 5 μτη ligt. 25

5. Werkwijze voor het vervaardigen van een afdichtingssysteem volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de bekleding (7-9) van het betreffende afdichtingssysteemdeel (3, 4, 6) door een dampafscheiding van de bekledingsmateria- 30 len plaatsvindt (PVD- resp. CVD-proces).

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het afscheiden van harde materialen, metalen, legeringen of keramische materialen bij temperaturen tussen 200°C en 650°C 35 plaatsvindt. 1 00939 3