[0001] Die Erfindung betrifft ein Waffenrohr mit einer innenseitigen verschleißmindernden
Hartchromschicht, die eine Vielzahl von Mikrorissen enthält.
[0002] Die beim Abschuß von Munition entstehenden heißen Pulverschwaden führen bei einer
ungeschützten Innenwandung des entsprechenden üblicherweise aus Stahl bestehenden
Waffenrohres zu abrasiven und erosiven Verschleißerscheinungen. Dieses führt zu Leistungs-
und Treffereinbußen der jeweiligen Waffe sowie zu einer vorzeitigen Ermüdungslebensdauer
des Waffenrohres.
[0003] Aus der DE 41 07 273 A1 ist es bekannt, bei großkalibrigen Waffenrohren zur Verringerung
des erosiven Rohrverschleisses auf die Innenwandung des jeweiligen Waffenrohres eine
Hartchromschicht aufzubringen. Allerdings hat sich gezeigt, daß die durch den Schuß
bedingte hohe Thermoschockbelastung nach und nach ein Abplatzen der Chromschicht bewirken
kann, so daß das Waffenrohr an den entstehenden Chromausbrüchen nicht mehr vor den
heißen Pulvergasen geschützt ist und es wiederum zu Erosionen kommt.
[0004] Da die Chromausbrüche auf bei der Verchromung entstehenden Mikrorisse zurückzuführen
sind, wird in der DE 41 07 273 A1 vorgeschlagen, die Chromausbrüche dadurch zu verhindern,
daß die im Oberflächenbereich der Chromschicht vorhandenen Mikrorisse mit einem Werkstoff
hoher Gleitfähigkeit, z.B. Polytetrafluorethyl, gefüllt werden.
[0005] Nachteilig ist bei diesen bekannten Waffenrohren unter anderem, daß ihre Herstellung
verhältnismäßig aufwendig ist. Außerdem können die im Inneren der Chromschicht befindlichen
Mikrorisse nicht mit der Gleitschicht gefüllt werden, so daß diese ihre die Chromausbrüche
induzierende Wirkung behalten.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Waffenrohr anzugeben,
dessen Hartchromschicht eine gegenüber herkömmlichen Hartchromschichten verbesserte
Thermoschockbeständigkeit aufweist, ohne daß hierzu die Mikrorisse durch eine Schicht
hoher Gleitfähigkeit ausgefüllt werden müssen.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
[0008] Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, die Anzahl der Mikrorisse
in der Hartchromschicht gegenüber Waffenrohren mit herkömmlichen Hartchromschichten
zu erhöhen, wobei in der Querschnittsfläche der jeweiligen Hartchromschicht mindestens
500 Risse/cm bzw. auf der Oberfläche der Beschichtung mindestens 150 Risse/cm vorhanden
sind. Die Tatsache, daß eine Erhöhung der Rißzahl innerhalb der Hartchromschicht zu
einer Verbesserung der Thermoschockbeständigkeit des Waffenrohres führt, ist überraschend.
Denn da die Mikrorisse bei bekannten Watten Auslöser für das Abplatzen der Chromschicht
sind, liegt es zunächst nahe, die Anzahl der Mikrorisse möglichst klein zu halten.
Zwar wird in der vorstehend erwähnten DE 41 07 273 A1 ebenfalls vorgeschlagen, die
Anzahl der Mikrorisse nach dem Aufbringen der Chromschicht zu erhöhen, doch sollen
die zusätzlich eingebrachten Mikrorisse im Bereich der Oberfläche der Chromschicht
eingebracht werden und dienen lediglich zur Haftverbesserung der aufgebrachten Gleitschicht.
[0009] Die durch die Rißzahlerhöhung in überraschender Weise bewirkte verbesserte Thermoschockbeständigkeit
des Hartchroms läßt sich folgendermaßen erklären: Beim Schuß unterliegt die sehr spröde
Chromschicht hohen Belastungen, die zu entsprechend hohen thermisch induzierten Dehnungen
und Spannungen führen. Sobald die Dehnungen den durch die Chromschicht elastisch aufnehmbaren
Anteil überschreiten, werden sie über die vorhandenen und zusätzlich entstehenden
Risse (Dehnfugen) aufgenommen. Bei den herkömmlichen Chromschichten, bei denen die
im Querschnitt gemessene Rißzahl etwa zwischen 200 und 400 Risse/cm -bzw. die auf
der Oberfläche der Beschichtung gezählte Rißzahl etwa zwischen 40 und 70 Risse/cm-
liegt, müssen die Risse einen relativ hohen Dehnungsanteil bei einen derartigen Thermoschock
übernehmen, so daß sie zu relativ großen Rissen zusammenwachsen, die dann ihrerseits
für die Chromausbrüche verantwortlich sind.
[0010] Die Erfindung schlägt nun vor, durch Vergrößerung der Rißzahl den auf den einzelnen
Riß bezogenen Dehnungsanteil zu minimieren (Pseudoduktilität), so daß ein Zusammenwachsen
größerer für Chromausbrüche verantwortlicher Risse nicht mehr entstehen können.
[0011] Hinsichtlich der unterschiedlichen Rißzahlen auf der Oberfläche und im Querschnitt
der Hartchromschicht ist auf folgendes hinzuweisen: Grundsätzlich gibt es keine Vorzugsrichtung
der Chromrißhäufigkeit. Die Risse entstehen bei der galvanischen Abscheidung des Chroms
durch hohe Zugeigenspannungen, die abscheidungsbedingt sind. Bei Erreichen einer gewissen
Mindestschichtdicke (ca. 5 µm) reißt die Chromschicht von der Chromschichtoberfläche
her ein und löst einen großen Anteil der Eigenspannungen aus. Bei der weiteren Abscheidung
überwachsen die entstehenden Risse mit Chrom, der dann ebenfalls nach Erreichen einer
gewissen Schichtdicke einreißt usw. Dadurch entsteht ein Labyrinthverschluß. Wenn
anschließend die Anzahl der Risse nicht auf der Oberfläche der Beschichtung, sondern
im Querschnitt der Hartchromschicht gezählt wird, werden mehr Risse pro Wegstrecke
gezählt. Dieses ist verständlich, wenn man sich vergegenwärtigt, daß die Risse in
der Chromschicht von der Oberfläche her initiiert werden.
[0012] Die erfindungsgemäßen Waffenrohre weisen außer der verbesserten Thermoschockbeständigkeit
den Vorteil auf, daß gegenüber bekannten verchromten Waffenrohren Chromschichten mit
größerer Wandstärke auf das Waffenrohr aufgebracht werden können, die einen besseren
Schutz des Rohrwerkstoffes ermöglichen. Außerdem sind die Chromschichten der erfindungsgemäßen
Waffenrohre unempfindlicher gegenüber mechanischen Belastungen (z.B. bei Geschoßkontakt)
und daher auch vorteilhaft in Maschinenwaffen einsetzbar.
[0013] Die Beeinflussung der Rißhäufigkeit kann durch die Zusammensetzung des Verchromungselektrolyten,
der Verchromungstemperatur und der Art der Stromführung beim Verchromen des Waffenrohres
erfolgen, wobei die optimalen Parameter für den jeweiligen Anwendungsfall durch Versuche
ermittelt werden müssen.
[0014] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand
von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
- Fig.1
- den Längsschnitt eines Teiles eines mit einer Hartchromschicht versehenen erfindungsgemäßen
Waffenrohres und
- Fig.2
- einen vergrößerten Querschnittsbereich entlang der in Fig.1 mit II-II bezeichneten
Schnittlinie.
[0015] In Fig.1 ist mit 1 ein Waffenrohr bezeichnet, das einen Ladungsraum 2 umfaßt. Das
Waffenrohr 1 ist mit einer Hartchromschicht 3 der Wandstärke 4 versehen und erstreckt
sich in Richtung der Längsachse 5.
[0016] Wie in Fig.2 angedeutet, befinden sich in der Hartchromschicht 3 eine Vielzahl von
Mikrorissen 6, wobei erfindungsgemäß in der Querschnittsfläche der jeweiligen Hartchromschicht
mindestens 500 Risse/cm bzw. auf der Oberfläche der Beschichtung mindestens 150 Risse/cm
vorhanden sind.
Bezugszeichenliste
[0017]
- 1
- Waffenrohr
- 2
- Ladungsraum
- 3
- Hartchromschicht
- 4
- Wandstärke
- 5
- Längsachse
- 6
- Mikroriß
1. Waffenrohr mit einer innenseitigen verschleißmindernden Hartchromschicht (3), die
eine Vielzahl von Mikrorissen (6) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der jeweiligen Hartchromschicht (3) mindestens 500 Risse/cm
enthält.
2. Waffenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Hartchromschicht (3) mindestens 150 Risse/cm vorhanden
sind.