NO124203B - - Google Patents

Description

Sylindrisk rørkonstruksjon, særlig for skytevåpenløp.

Foreliggende oppfinnelse angår et nytt strukturelement som er usedvanlig godt egnet for å motstå meget høye og meget kortvarige spenninger, slik som opptrer i skytevåpners løp og i andre innretninger med plutselige trykk.

Mer spesielt angår oppfinnelsen en sylindrisk rørkonstruksjon, særlig for skyte-våpenløp, som omfatter en sammensatt struktur, innbefattende en metallisk foring og en ytre kappe av fiberstoff, og oppfinnelsen er karakterisert ved at fibrene i den ytre kappe er bundet til hverandre og til f firingen i en gjensidig utbalansert spenningstilstand, samt at fibrene tilfører tilstrekkelig styrke til foringen slik at den sammensatte struktur er i stand til å motstå trykk større enn 246 kg/cm<2> i et tidsrom av 0,015 sekunder eller mindre.

Legerte og kullstoffholdige stålsorter ble i utstrakt grad brukt for skytevåpenløp som var i stand til å motstå de spenninger som oppstår ved avfyring av patroner og prosjektiler under normale betingelser, og til å motstå til en viss grad de anormale spenninger som fremkommer når et prosjektil eller en patron avfyres mot en hindring i løpet. Hvis de er riktig fremstilt, fremviser slike skytevåpenløp de viktige og ønskete egenskaper, at løpet ikke splintres hvis det skulle sprekke på grunn av overdreven ladning.

Et av de stadig etterstrebte mål ved skytevåpenkonstruksjon og fremstilling er letthet. Men medmindre løpet framstilles av et annet materiale enn det som hittil brukes, kan vekten av løpet ikke minskes uten å redusere dets styrke, hvorved reduseres løpets evne til å motstå anormale spenninger som kan forekomme når løpet er tilstoppet under avfyring av våpenet. Forholdet mellom styrke og vekt er et kom-promiss-spørsmål som ikke tillater mange variasjoner med hva som er ansett som standard praksis med materialer som hittil har vært tilgjengelige for framstilling av skytevåpenløp.

Aluminium har vært forsøkt i skyte-våpenløp med tilsynelatende suksess. Dvs. et skytevåpen med et aluminiumløp ga ut-merket holdbarhet og slitasjeegenskaper under normale betingelser. Men et tilfredsstillende våpen, enten det gjelder et sports-våpen eller et militærvåpen, må konstru-eres med henblikk på normale betingelser, slik som avfyring av et prosjektil når løpet er tilstoppet. Av denne grunn utsetter pro-dusenter av skytevåpen nye løpkonstruk-sjoner for visse prøver ved hvilke prosjek-tilene avfyres gjennom løp mot visse for-utbestemte hindringer i løpet. Når alumi-niumløp ble utsatt for disse forsøk viste det seg at istedenfor å bulne ut eller å sprekke som det er tilfelle med de nåværende stål-løp, ble aluminiumet sprengt i en masse fragmenter og disse fragmenter ble spredd ut i alle retninger hvorved det opptrådte en farlig situasjon.

Ved foreliggende oppfinnelse skaffes det et lettvekt løp for alle slags skytevåpen, som uten vesentlig forandring motstår fyringsbetingelser ved hvilke de nåværende stållegeringsløp ville bulne ut eller sprekke. Hvis imidlertid skytevåpenet skulle bli av-fyrt under enda ytterligere betingelser ved hvilke f6ringen ville sprekke, vil metall-partiklene holdes på plass og ikke spres. Løpet ifølge foreliggende oppfinnelse er av en sammensatt type hvis komponenter samvirker i å gi løpet en vesentlig øket styrke under spenninger av høy intensitet og kort varighet således at det i det vesentlige ikke kommer til å sprekke eller spres i fragmenter, samtidig som det får en vesentlig mindre totalvekt enn de hittil eksi-sterende skytevåpenløp.

Foreliggende oppgave har således som oppgave å skaffe et skytevåpenløp av en sammensatt type, hvis komponenter kan avpasses til å gi løpet en vesentlig øket styrke ikke bare radielt men også i lengde-retning under de spenninger av høy intensitet og kort varighet som løpet er utsatt for, hvorved løpet ikke bare blir motstandsdyktig mot å sprekke og spres i fragmenter, som allerede nevnt, men hvorved det også er mulig uten fare å anvende drivladninger med høyere energi og derved å avfyre fra løpet prosjektiler med større hastighet i en flatere bane enn det inntil nå var mulig, idet løpet samtidig får en vesentlig minsket vekt.

Bruk av sammensatt løp av materialer med meget forskjellige resonansegenskaper bevirker også en mer effektiv og tilfredsstillende dempning av vibrasjoner som blir forårsaket ved at prosjektilet avfyres. Nøy-aktighet av de nåværende gevær er som kjent ugunstig påvirket av vibrasjoner som er forårsaket av den oscillerende karakter av den brennende drivladning og også av bevegelsen av prosjektilet gjennom løpet. Selv om disse vibrasjoner har en meget] liten amplitude, skaffer de en vesentlig transversal kraftkomponent i prosjektilet i det øyeblikk dette skal forlate løpet. For-skjell i vibrasjonsladning i forhold til pro-sjektilutløpet skaffer varierende transver-salkrefter som er årsaken til en vesentlig del av forandringer i baneretningen under suksessive avfyringer. Når imidlertid løpet framstilles av materialer med meget forskjellige resonansperioder, bevirker den tidlige dempning av disse vibrasjoner at de transversene krefter i prosjektilet vesentlig minskes, hvorved også variasjoner i baneretningen fra skudd til skudd minskes.

For å løse disse oppgaver skaffes det en type av skytevåpenløp som inneholder, som en av dets komponenter, en indre foring av hvilket som helst passende materiale, slik som f. eks. aluminium, stål, rustfritt stål eller titan, hvilken foring skaffer et passende innerløp som kan rifles, motstår den erosive virkning av prosjektiler og hete kruttgasser, har tilstrekkelig hårdhet til å motstå graveringstrykk fra projektilet og som den annen komponent inneholder en ytre kappe forbundet med foringen og dannet av et stort antall av lette fibrer med forholdsvis høy individuell styrke, hvilken kappe gir løpet den totale styrke som, som tidligere nevnt, er nødvendig for å gjøre det motstandsdyktig mot sprekking. Foringen fordeler spenningene meget jevnt til kappefibrene, hvorved disse virker i sam-klang og ikke individuelt.

Foreliggende oppfinnelse har som en annen oppgave å skaffe et skytevåpenløp av den sammensatte type, hvor den forannevnte kappe er passende og fordelaktig dannet direkte på foringen ved å vikle fibrene av kappen på foringen enten i form av separate strenger eller i form av vevet bånd eller duk.

En annen oppgave er å skaffe et skyte-våpenløp av den sammensatte type, hvor de separate strenger av kappen kan vikles på f firingen med forskjellige spiralvinkler i opp på hverandre liggende lag eller i de-lene av disse lag, hvorved det oppnås at løpet for hvilket som helst ønsket formål får en .selektiv radiell og/eller longitudinal styrke.

De viklede fibrer festes fortrinnsvis til hverandre og til f firingen ved hjelp av et passende bindemiddel, slik som f. eks. harpiks, som forener disse fibrer og ffiringen til en sammensatt løp-enhet og skaffer en konstruksjon i hvilken fibrene samvirker med foringen i å oppta spenninger. Kappen dannes enten ved å hylle inn foringen med en matte dannet av sammenklebete korte fibrer med eller uten lange fibrer, eller ved å anbringe på ffiringen en velling av fibrer i et bindemiddel, og det kan tilsettes passende fyllmidler til bindemidlet for å gi løpet visse ønskete egenskaper med hensyn til vibrasjonsdempning, stivhet, motstandsdyktighet mot korrosjon, mot-standsyktighet mot overflatefriksjon eller slitasje, varmespredning eller f. eks. farge.

En annen oppgave består i å skaffe et sammensatt skytevåpenløp, hvor fibrene i kappen kan bestå av hvilket som helst lett materiale med høy styrke, slik som f. eks. glassfibrer, visse mineralfibrer eller visse lineære polymere fibrer.

Andre oppgaver og fordeler vil framgå av den følgende beskrivelse i forbindelse med vedlagte tegninger.

Tegningene viser visse utførelseseksemp-ler av foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 viser det monterte sammensatte skytevåpenløp ifølge oppfinnelsen, sett fra siden. Fig. 2 er et lengdesnitt gjennom et montert, sammensatt geværløp ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser i forstørret målestokk en del av det i fig. 2 viste geværløp. Fig. 4 er et detaljert snitt gjennom en del av løpet i fig. 2 i litt forstørret målestokk. Fig. 5 til 9 er detaljerte riss av deler av skytevåpenløpet som viser variasjonene i viklingen av strengene av kappen. Fig. 10 og 11 er liknende riss som viser dannelsen av en kappe fra lag av vevet fiberduk. Fig. 12 er et liknende riss som viser bruk av tvunnete fibrer og en ytre omhyl-ling av vevet duk. Fig. 13 er et forstørret lengdesnitt gjennom en del av løpet, som viser hvordan en plugg føres gjennom løpet for å utvide foringen, og Fig. 14 er et lengdesnitt gjennom et rifleløp ifølge oppfinnelsen. Fig. 15 er et lengdesnitt gjennom et sammensatt geværløp ifølge foreliggende oppfinnelse, som viser det indre metallrør, fibervikling og folieomhylling, idet folie-omhyllingen er vist i overdreven størrelse for klarhetens skyld.

Idet det vises til tegningene og spesielt til fig. 1 og 2, betyr 20 et skytevåpen som f. eks. vist og beskrevet i U.S. patenter nr. 2.099.035 og 2.155.512, forsynt med en lås-kasse 22 på hvis forende er montert et løp 24. Et vanlig sluttstykke 26 beveger seg i låskassene 22 fra dets lukkete stilling (fig. 2) og innfører patronen C som skal fyres av i patronkammeret. Sluttstykket 26 er forsynt med en vanlig slagstift og tilhø-rende mekanisme for å avfyre patronen.

Løpet 24 omfatter en indre foring 30 og en ytre kappe 32. Ffiringen 30 har over den største del av dens lengde en utvendig redusert diameter for å danne en sylindrisk vegg 34 av forholdsvis liten tykkelse, idet den ikke reduserte ende av ffiringen danner patronkammeret 36 i løpet som passende kan forsynes med skruegj enger for å plaseres i låskassen 22. Da det eksempel-vis viste løp 24 er et geværløp, kan ffiringen 30 rifles som ved 42. Ffiringen kan fremstilles av metall eller av andre passende materialer, da også kappen skaffer de nød-vendige fysikalske egenskaper for å motstå de høyintensitive, kortvarige spenninger som forekommer når skytevåpenet avfyres under anormale betingelser, og for å hindre at det dannes småstykker når løpet sprekker. Dette tillater at man kan gjøre løpet lettere ved å bruke lettere metaller enn de som hittil var brukt ved framstilling av skytevåpenløp. Siden kappen med-virker til å skaffe de ovennevnte fysikalske egenskaper, er ffiringen mye tynnere enn det vanlige hittil brukte skytevåpenløp, og dette alene ville resultere i et mye lettere løp.

Kappen 32 framstilles ved en rekke me-toder, som senere blir beskrevet, men like-gyldig hvilken metode som brukes er den vesentlig sammensatt av en stor mengde av fibrer eller filamenter med forholdsvis høye styrkeegenskaper som er bundet med hverandre og med ffiringen i et gjensidig utbalanserende forhold.

I henhold til en foretrukken metode, vikles en streng eller strenger 44, hver sammensatt av et stort antall av filamenter 46 av glassfibrer eller andre filamenter med

høy styrke, på den reduserte ffiringsvegg 34 i opp på hverandre liggende lag, og et

passende harpiks-bindemiddel 50 anbringes på strengen eller strengene, fortrinnsvis før de vikles på ffiringen, tidligere forsynt med et lag av bindemidlet 50.

Belegging av ffiringen og vikling av strenger kan til å begynne med fordelaktig utføres mens foringen 30 roteres. Når viklingen er fullført til den ønskete tykkelse av kappen, anbringes harpiks-bindemidlet 50 på den ytre overflate. På den i fig. 3 skjematisk viste kappe er strengene 44 viklet i opp på hverandre liggende lag under viklingsprosessen. Imidlertid, etter at harpiksbindemidlet i den ferdige kappe har vært herdnet eller gjort fast f. eks. ved oppheting, kan det godt sies at strengene mister sin individualitet, da bindemidlet 50 trenger inn mellom de individuelle filamenter av fibrene 46. Den virkelige kappestruk-tur er derfor riktigere vist i det sterkt for-størrete riss som vises skjematisk på fig. 4. Således, etter at i den ferdige kappe harpiksbindemidlet 50 er herdnet, er filamen-tene eller fibrer 46 av de viklete strenger 44 integrert til en sammensatt enhet, hvis alle komponenter befinner seg i et gjensidig spenningsoverførende forhold, slik at de kan samvirke til å motstå spenninger som forekommer når våpenet avfyres.

Strengene 44 kan vikles på feiringene 30 på flere forskjellige måter. Således, kan

en streng eller strenger 44 direkte vikles på ffiringen 30 med en liten spiralvinkel vist på fig. 5. «Spiralvinkel» defineres som en vinkel mellom retningen av strengen 44 når den vikles og et plan som er perpen-dikulært på lengdeaksen av ffiringen 30. Etter at det første lag er ferdig, kan en;

streng 44 i neste lag viklés på det første

lag med en liknende spiralvinkel i omvendt retning. Deretter kan en streng 44 i det neste lag vikles på toppen av det annet lag med en liknende spiralvinkel og i omvendt retning til den retning i hvilken strengene i det forangående lag er oppviklet. Videre suksessive lag av oppviklete strenger 44 kan vekselvis dannes på den ovenfor beskrevne måte. Til slutt, kan topplaget av strengene dannes ved å vikle det med en liknende liten spiralvinkel som vist på fig. 5. Det resulterende sammensatte løp 20 kan således ha de suksessive lag av strengviklin-ger som vist i snitt på fig. 3 og 4.

For å oppnå både radiell og longitudinal styrke kan kappen fordelaktig vikles med en forholdsvis skarpere vinkel, som vist på fig. 6. Strengen eller strengene 44 begynner ved en ende av foringen 30 og er viklet med en i det vesentlige konstant vinkel i forhold til hverandre og deretter tilbake til startpunktet. Prosessen fortsettes inntil kappen får den ønskete tykkelse, idet fig. 6 viser et mellomstadium. Den oppviklete kappe har det utseende som er vist på fig. 1.

Flere mulige modifikasjoner vises på fig. 7, 8, 9, 10 og 11. I viklingen som er vist på fig. 7, er spiralviklingen i henhold til fig. 6, avbrutt for å skaffe ett eller flere lag som er viklet radielt som vist på fig. 5. Dette kan fortsettes inntil der fås den ønskete kappetykkelse, eller de ytre lag kan igjen anordnes med steilere spiralvinkel, som vist på fig. 8.

Bindemidlet 50 kan anbringes på strengene 44 på hvilken som helst passende måte, ved børsting, sprøyting, neddypping, eller impregnering f. eks. før viklingen. Videre, anbringes bindemidlet på strengene fortrinnsvis før eller mens de vikles på ffiringen. Strengene tørkes fortrinnsvis før bindemidlet påføres. Videre er det fordelaktig å belegge fibrene med et middel som befordrer fukting og adhesjon av bindemidlet. Selv om bindemidlet 50 har vært beskrevet som av harpikstypen, er det klart at et bindemiddel av hvilken som helst annen type kan anvendes, hvis det bare er egnet til å feste lagene av de oppviklete fiberstrenger til hverandre og til foringen i gjensidig spenningsoverførende forhold. Blant bindemidler som er egnet for dette formål kan det nevnes f. eks. polyestere, polyamider, silikoner og fenolmasser. Utmerkete resultater er fått med et bindemiddel kjent i handelen under betegnelsen «epoksy», et kondenseringsprodukt av epi-klorhydrin og flerverdig fenol, slik som di-fenylpropan. Også metalliske stoffer kan brukes som bindemidler ved f. eks. å vikle metalliserte fibrer som deretter bindes ved hjelp av oppheting og/eller trykk.

Blant de forskjellige fibre som ble for-søkt, viste seg glassfibre å gi de beste resultater. Gode resultater ble også fått med andre mineralfibre, og også med nylon, dacron, teflon, orlon og andre lineære polymere fibre. Generelt kan det sies at en hvilken som helst fiber som har høye styrkeegenskaper egner seg til å gi det sammensatte løp tilstrekkelig styrke for å gjøre det vesentlig motstandsdyktig mot sprenging under tilstoppete fyringsbetingelser.

Når strengene 44 vikles i ett eller flere lag på f firingen 30 med en liten spiralvinkel, som vist på fig. 5, får det sammensatte løp en maksimal radiell styrke. Når strengene 44 vikles i flere lag på foringen med en skarpere spiralvinkel eller -vinkler og også i omvendte retninger, som vist på fig. 6, får det sammensatte løp styrke både radielt og longitudinalt. For å gjøre den longitudinale styrke av det sammensatte løp enda større, kan ett eller flere lag 48 av fiberstrenger 44 også anbringes i lengderetningen på foringen mellom lagene av de radielt eller spiralformet oppviklete fiberstrenger, som vist på fig. 8. Mellomlaget eller lagene 48 av de longitudinale strenger kan passende anbringes i form av på forhånd sammenklebete ark, i hvilke strengene er sammenklebet ved hjelp av en harpiks.

Fra tid til annen er det fordelaktig å anbringe flere lag av forskjellig orientering for å skaffe den ønskete kombinasjon av , radiell og longitudinal styrke, som vist på fig. 9. Etter et første lag eller lag hvor strengene 44 er i det vesentlige radielt (liten spiralvinkel) viklet, anbringes det et flertall av lag hvor vikling er utført med en skarp spiralvinkel. Der anbringes deretter flere suksessive lag som er viklet med en mindre spiralvinkel, etterfulgt av et siste lag eller lag viklet med en liten spiralvinkel.

Det sammensatte løp kan således gis hvilken som helst passende styrke ved på riktig måte å velge viklingen av strengene 44 i de forskjellige lag av kappen 32. Også antallet av de suksessive lag av viklete fiberstrenger på ffiringen 30 kan velges fritt med den unntagelse at det må anbringes i det minste et slikt antall av lag at det sammensatte løp får' den forlangte styrke.

Istedenfor å vikle separate strenger 44 på ffiringen 30 kan det vikles et vevet fiberbånd eller en duk 58 (fig. 10). Således kan flere suksessive lag 60 av vevet fiberduk vikles sammenrullet på ffiringen 30 og festes til hverandre og til ffiringen ved hjelp av passende bindemiddel i gjensidig spen-ningsoverførende forhold (fig. 11). Det resulterende sammensatte løp 24 har tilstrekkelig styrke til å motstå de usedvan-lige spenninger som det er utsatt for under tilstoppete fyringsbetingelser og er prak-tisk talt helt motstandsdyktig mot spreng-ning, hvis et tilstrekkelig antall lag av fiberduk med tilstrekkelige styrkeegenskaper vikles om ffiringen. Duken kan være vevet for å skaffe maksimal styrke i dukens lengde- og tverretning og den kan påføres slik at den gir største styrke i den ønskete retning.

Det er også mulig å bruke ett eller flere lag av viklet fiberduk 58 på ffiringen 30 i forbindelse med ett eller flere lag av viklete individuelle fiberstrenger. Således, kan den vikléte duk 58 brukes som erstatning for laget eller lagene 48 i den på fig. 8 viste struktur. Slike lag kan likeledes anbringes mellom de første og ytre radielt oppviklete strengelag (fig. 5 og 7), idet alle lag er festet til hverandre og til ffiringen ved hjelp av passende bindemiddel.

Vevet fiberbånd kan brukes til å frem-stille sammensatte løp 24 ved spiralvik-lingsprosesser enten alene eller i kombinasjon med sammenrullet oppviklete lag av vevet duk eller av i det vesentlig radielt og spiralt viklete fiberstrenger. Spiralvik-ling av båndet kan utføres således at de tilgrensende vindinger støter til hverandre eller delvis griper over hverandre eller ikke berører hverandre (åpen spiral, som vist på fig. 6 for strenger). I sistnevnte tilfelle er det nødvendig å ha en rekke fram- og tilbakegående vindinger på løpet 30 for å skaffe et lag som fullstendig dekker løpet.

De omviklete kapper kan fordelaktig dekkes med en sylindrisk hylse av passende vevet mønster, vist ved 62 på fig. 12. Hylsen trekkes på den oppviklete kappe 32 og strekkes for helt å dekke denne. Når den engang er brakt på plass, er dimensjonene og vevingen av hylsen slike at den ikke forskyver seg under den følgende behandling av det sammensatte løp, og hylsen festes sluttelig i dens riktige stilling etter at den bindende harpiks er påført og herdnet.

Ffiringen 30 (fig. 2 og 3) kan framstilles av hvilket som helst metall som vanligvis brukes for løp, slik som stål, rustfritt stål, titan, molybden og legeringer av jern, nik-kel, krom, kobolt, wolfram og tantal og hvilke som helst to eller flere av disse metaller etc. Ffiringen kan være i normal varmebehandlet eller koldstrukket tilstand og ha en redusert veggtykkelse på den stør-ste del av dens lengde. Foringens veggtykkelse kan faktisk reduseres til en slik grad at den har den minimale stivhet som er nødvendig for behandling. Kappen 32, dannet av de forannevnte lette fibre og et lett bindemiddel, bidrar ikke meget til å øke vekten av ffiringen 30. Det sammensatte løp er således ikke bare motstandsdyktig mot sprekking under normalt tilstoppete fyringsbetingelser, men også betydelig lettere enn de kjente metalliske løp av liknende dimensjoner.

Det foreliggende sammensatte skyte-våpenløp som har en liknende utforming som vanlige løp, har på grunn av dets enestående konstruksjon og egenskaper føl-gende viktige fordeler: Det tillater å framstille meget sikrere skytevåpen på grunn av at det er i stand til å motstå sprenging og fragmentering. På grunn av dets lette vekt er det lettere å behandle og å innsikte våpenet og ved større våpener kreves det mindre kraft for innretning i høyde og side. Dets lette vekt skaffer betydelige logistiske fordeler, særlig når det gjelder transport ved hjelp av fly og utrustning av fly. Dets enestående egenskaper tillater å anvende høyere energi eller hurtigere brennende ladninger og skaffer derved større prosjektilhastighet, fordelaktigere energiegenskaper for prosjektilet og flatere baner.

Det tillater bekvemmere bæring og hurtigere retting mot målet av bærbare skytevåpen, maskingeværer, artillerivåpen, mørsere etc. enn dette hittil var mulig. Det tillater konstruksjon av et våpen hvis tapp-monterings-stilling kan ligge ved tyngde-kraft-sentrum (uten ytterligere ladnings-låsvekt) og forenkler derved problemet med stabilisering av våpenet.

Det foreliggende sammensatte skyte-våpenløp har også, på grunn av de forskjellige vibrasjons-reaksjoner, mindre forstyr-rende vibrasjonsegenskaper enn de nåværende metalliske løp. Disse egenskaper kan varieres og den mest fordelaktige vibrasjonsdempning oppnås ved passende forhold mellom fibre og bindemiddel i kappen, og ved å inkorporere passende fyll-materialer i kappen.

Det er funnet at de sammensatte skyte-våpenløp ifølge foreliggende oppfinnelse har tilfredsstillende varmespredningsegen-skaper. Utførte forsøk viste at det konvensjonelle stålløp blir betydelig varmere enn løpet ifølge oppfinnelsen, når det samme antall skudd avfyres fra hvert av dem, med vesentlig den samme hastighet. Det sammensatte løp kunne også trygt brukes for videre skyting, mens stålløpet ikke kunne brukes. Når et sammensatt løp av den foreliggende art behandles, er det mindre fare for å få brannsår etter avfyring eller for-frysninger etter at løpet er utsatt for lav temperatur.

Hvilket som helst passende fyllmiddel eller -midler kan også tilsettes bindemidlet for å gi løpet de ønskete egenskaper. Således kan fyllmidler brukes for å påvirke løpets, egenskaper med hensyn til vibrasjonsdempning, stivhet, motstandsdyktighet mot korrosjon, slitasje, varmespredning eller varmemotstand, farge etc.

Mens foringen 30 hittil var beskrevet som bestående av hvilket som helst metall av hvilket konvensjonelle løp framstilles, kan den, på grunn av at kappen 32 bidrar til styrken, også framstilles av et passende ikke metallisk materiale. Det er fordelaktig men ikke nødvendig at varmeutvidelses-koeffisient av foringen ligger nær til koef-fisienten av den omsluttende kappe.

Selv om oppfinnelsen skaffer fordeler i kappekonstruksjoner hvor harpiksbindemidlet ikke er anbrakt i kappen, særlig hva angår opptakelse av den radielle belastning av kappen, er det å foretrekke å skaffe en binding mellom de forskjellige fiberlag og mellom lagene og foringen, slik som f. eks. vist på fig. 4. Bindemidlet 50 mellom fibrene 46 og mellom fibrene og foringen 30 virker således på den måte at det overfører såvel de radielle som de longitudinale spenninger fra løpet direkte til fibrene i kappen, hvorved fås en maksimal styrke av det sammensatte løp. Bindemidlet hindrer også at det oppstår kapillare kanaler mellom fibrene og mellom fibrene og foringen, hvorved det hindres at fibrene opptar i vesentlig grad fuktighet som kan minske styrken av visse typer fibrer brukt for framstilling av kappen, slik som glassfibrer.

For å oppnå maksimal styrke av det sammensatte løp 24, hvor fibrene i kappen er innleiret i bindemidlet 50, kan foringen 32 utvides ved å føre en plugg 70 gjennom foringen (fig. 13). En vanlig rørutvider kan også brukes for dette formål. Ved å gjøre dette settes fibrene i kappen under perma-nent spenning og derved står de i optimalt spenningsoverførende forhold til hverandre og til foringen. Ved geværløp kan pluggen brukes til å skaffe rifling i geværløpffirin-gen.

Skytevåpenløp ifølge oppfinnelsen egner seg også og kan fordelaktig anvendes i geværer for randfyringspatroner, f. eks. slike som er beskrevet i U.S. patenter nr. 2.490.474, 2.334.798 Og 2.350.555.

Foreliggende oppfinnelse egner seg og-så særlig fordelaktig til å skaffe usedvanlig gode haglgeværløp som kan brukes i forbindelse med forskjellige kjente typer av ladnings- og fyringsmekanismer. Eksem-pelvis kan det nevnes haglgevær som er beskrevet i U.S, patenter nr. 961.412, 2.491.218 og 2.592.858. Et typisk haglgevær-løp i henhold til foreliggende oppfinnelse vises på fig. 14. En tynn metallforing 30 har en utvidet del 80 som tjener som patronkammer for hagl S, og en tilgrensende overgangskonus 82. Munningsenden 84 kan være sylindrisk eller i tilfelle av et gevær med trangboring forsynt med en konusfor-met spiss for å minske boringsdiameteren på kort avstand fra munningen.

Kappen 32 framstilt av fibrer og bindemiddel, som foran beskrevet, omslutter foringen 30 og er festet til denne, og ved 38 ved skruegj enger festet til låskassen 22. I låskassen 22 beveger seg et sluttstykke 26 til dets lukkete stilling for innføring av patronen i patronkammeret 80. Sluttstykket bærer en vanlig slagstift 86. Da kappematerialet lett lar seg maskinbearbeide, består den gjengete del 38 av maskinbearbeidete tråder. Kappematerialet har før det herdnes, utmerkete støpningsegenskaper og trå-dene kan derfor framstilles ved støpning.

Selv om fibrene i de forskjellige kapper er beskrevet som direkte viklet på foringen, enten i form av strenger eller av vevet duk, ligger det innenfor rammen av oppfinnelsen å danne hver av disse kapper på en dor, idet passende bindemiddel på-føres fibrene som innleires i bindemidlet som vist på fig. 4. Et passende løsemiddel kan anbringes på doren for å gjøre det mulig å trekke av kappen. Den således dannete kappe kan så anbringes på en løp-f firing og bindes med ffiringen ved hjelp av passende bindemiddel. Det ligger også innenfor oppfinnelsens ramme å anbringe på en løpffiring en kappe i form av en matte dannet av sammenklebete korte fibre i nærvær eller fravær av lange fibre, eller i form av en velling av fibre i et passende bindemiddel som deretter kan støpes til den ønskete form.

Et kaliber 12 haglgeværløp, som skal illustrere oppfinnelsen uten at denne er begrenset til spesifikke detaljer, ble framstilt på følgende måte. Foring 30 (fig. 14) ble dannet av et vesentlig sylindrisk rør av rustfritt stål, med 0,05 cm veggtykkelse, forsynt med patronkammer 80 av forstør-ret diameter sammenliknet med diamete-ren av den rørformete hoveddel av ffiringen og en tilgrensende overgangskonus 82. Munningsenden 84 av ffiringen 30 var sylindrisk, selv om det ble framstilt andre løp forsynt med en trangboring for å skaffe den ønskete spredning av haglladningen.

En kappe ble dannet av EGG-150-1/O «fiberglass», en kommersiell glassfiber i sammenhengende strengform framstilt av Owens-Corning Fiberglass Corporation og en «Epoksy» harpiks, slik som Shell «Epon 828» solgt av Shell Chemical Corporation.

Glassfibre var til stede i kontinuerlige lengder av garn, bestående av åtte strenger, hver streng inneholdende 204 filamenter av en gjennomsnittlig diameter av 0,00095 cm, idet forholdet av lengden til vekten pr. streng svarte til 30 000 m/kg. Hvert filament var forsynt med et standard belegg av et kromkompleks for be-skyttelse mot fuktighet, for smøring under behandlingen, og for å lette fukting og adhesjon av harpiksbindemidlet. Fibre ble oppbevart ved 94° C, etterfulgt av en grun-dig dehydrering ved oppheting i 2 timer til 205° C. Direkte deretter ble harpiks-bindemidlet påført garnet under viklingen. Det besto av «Epon 828» som inneholdt flere vektsprosent av en aminokatalysator og ca. 5 vektsprosent xylen som fortyn-ningsmiddel.

Foringen 30 ble rotert i horisontal stilling, belagt med harpiks ved børsting og garnet viklet på ffiringen i det vesentlige radielt (liten spiralvinkel) til en tykkelse av y3 cm ved låsenden som minsket til V'0 cm ved munningen. Under viklingen ble garnet spent ved hjelp av en vekt av ca. y2 kg og en rikelig mengde av harpiks uavbrutt påført ffiringen. Deretter ble viklingen for-andret til en forholdsvis steilere spiralvinkel fram- og tilbake på de første lag for å fullføre belegget som fikk det utseende som er vist på fig. 1 og en tykkelse av y5 cm.

Harpiksen ble herdet eller gjort fast ved å utsette den med viklingen forsynte foring i 2 timer til 82° C, deretter i 1 time til 150° C og ved å kjøle til værelsestempe-ratur. Det hele ble endelig opphetet i 2 timer til 205° C og avkjølt med luft til væ-relsestemperatur. Den som ovenfor beskrevet framstilte kappe inneholdt ca. 80 vektsprosent glassfibre og resten harpiksbinde-middel. Løpet ble deretter nøyaktig maskin-bearbeidet til de ønskete dimensjoner, først på dreiebenk og deretter ved våtsliping. Et toppbelegg av pigmentert harpiks ble anbrakt for å skaffe den ønskete mørke farge.

På liknende måte kan det ytre lag be-

stå av en hylse som vist på fig. 12. I dette tilfelle innføres den oppviklede harpiksim-pregnerte foring inn i hylsen. Deretter utvides hylsen for å dekke ffiringen og harpiks anbringes og herdnes passende, f. eks. i en opphetet støpeform.

Det ovenfor beskrevne haglgevær ble utsatt for graderte tilstopingsforsøk som følger: 1. En lett hindring bestående av en med flenser forsynt skive (av parafinert kartong) anbrakt med flensskiven i retning av låsmekanisme og to på hverandre liggende sylindriske fiberdotter ble satt inn i løpet slik at den ytre overflate av den øvre sylindriske propp befant iy2 cm fra munningen. Den lette hindring består av en geværpropp brukt i haglgeværer, som vist på fig. 2 av U.S. patent 2.582.124. Et standard kaliber 12 haglgevær avfyres med den forannevnte lette hindring anbrakt i løpet og fyringen gjentas med en liknende hindring anbrakt 15 cm, 30 cm og 54 cm fra munningen. Ved disse forsøk bulner vanlige haglgevær med stålløp vanligvis ut ved hindringen, aluminiumløp sprekker, mens løp ifølge oppfinnelsen ikke viser noen skade, unntatt et tilfeldig brennmerke. 2. En serie av strengere forsøk ble ut-ført ved å innføre den ovennevnte hindring samt halvparten av kruttladningen av en standard haglpatron under proppen, idet hver hindringskolonne ble innført iy2 cm nærmere til låsen enn ved den første serie. Vanlige stålløp bulner vanligvis ut mer enn i den første serie, og fra tid til annen sprekker løpet. Aluminiumløpet åpner seg og faller fra tid til annen sammen i fragmenter. Løp ifølge oppfinnelsen viser ingen dårlige virkninger, unntatt tilfeldige brennmerker. 3. Hindringen ble forsterket ved å anbringe en full kruttladning av en standard haglpatron under proppen. Stålløp bulnet ut og sprakk (lengdesprekking av den bulnede del), aluminiumløp ble spredd i fragmenter, mens løpet ifølge oppfinnelsen ikke oppviste andre skader enn de som er nevnt i serie 1 og 2. 4. I denne serie ble for-enden av en standard haglpatron inneholdende haglladningen tilsatt låsenden av hindringskolon-nen brukt i serie 3. Ved avfyring med denne betydelige hindring, bulnet stålløp ut og sprakk mer ekstentivt enn i serie 3 og alu-miniumløp ble spredt i fragmenter. Løp ifølge oppfinnelsen viste i visse tilfelle ikke noen annen skade enn brennmerker og i de tilfeller hvor de sprakk, var det en ren transversal sprekk uten fragmentering.

Et videre hindringsforsøk besto i å inn-føre en ladet kaliber 20 standard haglpatron med forenden rettet i retning av låsen inn i låsenden av et kaliber 12 løp så dypt som det var mulig. Ved dette forsøk bulner vanlige stålløp betydelig ut og vanligvis åpnes ved hindringen, aluminium-løp spres i fragmenter, mens løp ifølge oppfinnelsen vanligvis ikke oppviser noen skade.

Sammensatte kapper for gevær med kaliber .22 og .23 kan framstilles ved hjelp av en liknende metode som den ovenfor beskrevne. I et typisk kaliber .30 geværløp i henhold til fig. 1 og 2 har foringen en veggtykkelse ved delen 34 av ca. 0,01 cm, og den ferdige kappe smalner fra en tykkelse av "/w cm ved kammerdelen av boringen tii cm ved munningen.

Selv om oppfinnelsen har vært beskrevet i forbindelse med skytevåpenløp, kan den anvendes til mange andre formål, og spesielt på områder hvor det kreves materialer som er i stand til å motstå meget høye spenninger av meget kort varighet og hvor det ønskes et høyt forhold mellom styrke og vekt. Med «meget høye spenninger» mens det trykk som er større enn 246 kg/cm<2> og med «meget kort varighet» mens det tidsrom i området av 0,015 sekunder og mindre. Selv om det i beskrivelsen brukes betegnelse «skytevåpenløp» og «gevær-løp», er oppfinnelsen ikke begrenset til haglgevær eller småkalibergevær, men omfatter alle typer av skyts fra hvilke en ladning eller et prosjektil kan avfyres fra en rørformet del.

I geværløp av den nåværende konstruksjon som er dannet av metallegerin-ger, er det metallet som frambringer styrke i løpet og de andre egenskaper. Dets tykkelse og dermed vekt dikteres av visse hensyn som betraktes som nødvendige for sik-kerheten i geværfabrikasjonen. I løpet ifølge oppfinnelsen skaffes styrke hoved-sakelig ved hjelp av kappen, og den metall-ske foring brukes som understøttelse for denne kappe for å frambringe motstandsdyktighet mot slitasje fra prosjektiler og mot effekten av de varme brennende gas-ser. Foringen bidrar også til å øke stivheten av løpet og skaffer et passende medium for rifling. Da den imidlertid ikke har vesentlig betydning for styrken, kan den gjøres meget tynnere enn de konvensjonelle løp av metall.

Kappen kan framstilles av ark eller bånd som inneholder glassfibre, andre mi-neralske fibre eller lineære polymere fibre og et trykkfølsomt adhesjonsmiddel. Bruk av disse materialer gjør det overflødig å anvende noe annet bindemiddel og å herd-ne disse bindemidler. Ved å anvende slike ark eller bånd under passende trykk oppnås det at kappens lag kleber sammen til hverandre og til foringen. Bindemidlet kan gjøres mindre følsomt mot varme ved be-stråling f. eks. ved behandling med rønt-genstråler, etter at båndet eller arket er anbrakt på foringen.

På fig. 15 omfatter løp 122 en indre foring 124 og en fiberkappe 125. Foringen 124 har på størstedelen av dens lengde minsket diameter for å skaffe en sylindrisk vegg 126 med forholdsvis liten tykkelse, idet den ikke reduserte ende av foringen som danner låsenden 127 av løpet fordelaktig kan forsynes med skruegj enger ved 128 for å kunne opp-tas i låskassen 121. Som det viste løp 122 er et geværløp, kan boring 129 av foringen 124 rifles f. eks. ved 130. Foringen kan framstilles av metall eller andre passende stoffer, da også kappen bidrar til å skaffe de ønskete fysikalske egenskaper for å motstå de høy-intensive, kortvarige spenninger som fremkommer når våpenet avfyres under anormale betingelser og for å hindre fragmentering hvis løpet sprekker. Dette tillater å gjøre løpet lettere ved å bruke lettere og mindre stive metaller enn det inntil nå var mulig ved framstilling av skytevåpenløp. Selv om den ovenfor beskrevne konstruksjon skaffer en tilstrekkelig kraft og lett struktur som kan motstå eksplosjonskrefter, forårsaker visse kombi-nasjoner som kan anvendes, en overdrevet spredning, og foreliggende oppfinnelse har til oppgave å supplementere den sammensatte struktur beskrevet i patent nr. 94 407 for å skaffe en stiv struktur som vil minske munningsspredning til et minimum.

Det foretrukne løp kan fremstilles med en kappe 125 av fibermateriale som beskrevet i ovennevnte krav, men på den ytre overflate av kappen 125 anbringes et belegg av metallfolie 131.

Dette metallfoliebelegg kan bestå av et enkelt ark festet til fiberkappen eller det kan bestå av flere lag av materialet, idet disse lag er passende bundet med hverandre. Det er funnet at flere forskjellige harpiksmidler kan tilfresstillende brukes, selv om visse metallbelegg fortrinnsvis svei-ses eller loddes. Den sammensatte struktur som danner løpet ifølge det ovenfor nevnte patent har slik sammensetning og hårdhet

at den kan slipes til en glatt overflate og til

nøyaktige dimensjoner. Dette trekket tillater at det kan brukes et på forhånd for-met hylster istedenfor omhyllingen, idet

hylsteret er krympet sammen over den pre-parerte ytre overflate av kappen og passer

på kappen på en måte som gjør det mulig

å utnytte de maksimale kompresjonsegen-skaper av den brukte folie.

Foliebelegget kan bestå av hvilket som

helst av de ikke korroderende metaller, slik

som messing eller rustfritt stål, for å be-skytte løpet. Den foretrukne konstruksjon

skaffer et løp som har en lavere varme-koeffisient for kontinuerlig fyring enn de

hittil anvendte standard metalløp.

Claims (9)

1. Sylindrisk rørkonstruksjon særlig

for skytevåpenløp, omfattende en sammensatt struktur som innbefatter en metallisk f6ring og en ytre kappe av fiberstoff, karakterisert ved at fibrene i den ytre kappe er bundet til hverandre og til foringen i en gjensidig utbalansert spenningstilstand, samt at fibrene tilfører tilstrekkelig styrke til foringen slik at den sammensatte struktur er i stand til å motstå trykk større enn 246 kg/cm<2> i et tidsrom av 0,015 sekunder eller mindre.

2. Sammensatt skytevåpenløp ifølge påstand 1, karakterisert ved at fibrene i de forskjellige lag er viklet med forskjellige spiralvinkler.

3. Sammensatt skytevåpenløp ifølge påstandene 1 og 2, karakterisert ved at nevnte kappe omfatter fibrer som strekker seg i lengderetningen av kappen og er bundet til de oppviklete fiberlag på kappen.

4. Sammensatt skytevåpenløp ifølge hvilken som helst av de foregående på-stander, karakterisert ved at nevnte kappe er dannet av fiberduk viklet i opp på hverandre liggende lag bundet til hverandre og til nevnte foring.

5. Sammensatt skytevåpenløp ifølge hvilken som helst av de foregående påstan-der, karakterisert ved at nevnte kappe tildels er dannet av vevet fiberduk viklet i suksessive lag, og tildels av en mengde av fiber viklet i suksessive lag, idet alle nevnte lag ligger opp på hverandre og er bundet ti! hverandre og til nevnte foring.

6. Sammensatt skytevåpenløp ifølge hvilken som helst av de foregående påstan-der, karakterisert ved at nevnte ytre kappe dannet av en mengde av fibrer og et bindemiddel i hvilket nevnte fibrer er innleiret og ved hjelp av hvilket de er festet til hverandre og til nevnte foring.

7. Sammensatt skytevåpenløp ifølge hvilken som helst av de foregående påstan-der, karakterisert ved at nevnte ytre kappe er tildels dannet av vevet fiberduk viklet i suksessive lag, og tildels av en mengde av fibrer viklet i suksessive lag med alle lag liggende opp på hverandre, og et bindemiddel i hvilket nevnte lag er innleiret og ved hjelp av hvilket de er festet til hverandre og til nevnte foring i gjensidig spennings-overførende forhold.

8. Sammensatt skytevåpenløp ifølge hvilken som helst av de foregående påstan-der, karakterisert ved et hylster (131) av mtallfolie som omslutter nevnte kappe og er bundet til den.

9. Sammensatt skytevåpenløp ifølge stand 8, karakterisert ved en metallisk krave på hver ende av foringen, og at me-tallfoliehylsteret (13) omslutter nevnte fiberlag og kraver og er bundet til nevnte kraver og til fiberlaget.