процесс выполнения вдавленного узора на композитной вентилируемой планке

Формула изобретения

1. Способ финишной отделки планки из композитного материала для огнестрельного оружия, характеризующийся тем, что он включает совмещение в необходимой ориентации планки из композитного материала с удаляемым слоем, пультрузию планки из композитного материала и удаляемого слоя через фильеру с формованием на поверхности указанной планки трехмерной финишной отделки и удаление удаляемого слоя с поверхности планки.

2. Способ по п.1, в котором дополнительно осуществляют обрезку планки до заданной длины с образованием готовой планки для установки ее на ствол огнестрельного оружия.

3. Способ по п.1, в котором используют композитный материал, содержащий армирующее волокно.

4. Способ по п.3, в котором используют композитный материал, содержащий полимер.

5. Способ по п.1, в котором совмещение планки из композитного материала и удаляемого слоя осуществляют с размещением между указанной планкой и удаляемым слоем пограничного слоя.

6. Способ по п.1, в котором используют удаляемый слой, содержащий материал, который выбирают из следующих материалов: майлар, арамид, хлопок, вискоза и их комбинации.

7. Способ по п.1, в котором используют удаляемый слой, содержащий целлюлозный материал и материал пропитки.

8. Способ по п.1, в котором используют удаляемый слой со сформированным на нем узором или знаками.

9. Способ по п.1, в котором дополнительно осуществляют механическую обработку планки.

10. Способ формирования конструктивного элемента из композитного материала для огнестрельного оружия, характеризующийся тем, что он включает направление комбинации из композитного материала и удаляемого слоя через фильеру с формованием заготовки из композитного материала с финишной отделкой ее поверхности, отделение удаляемого слоя от поверхности заготовки из композитного материала и ее окончательную обработку с формированием конструктивного элемента заданного размера из композитного материала для огнестрельного оружия.

11. Способ по п.10, в котором направление комбинации из композитного материала и удаляемого слоя через фильеру осуществляют путем пультрузии указанной комбинации.

12. Способ по п.10, в котором используют композитный материал, содержащий армирующее волокно.

13. Способ по п.12, в котором используют композитный материал, содержащий полимер.

14. Способ по п.10, в котором используют пограничный слой между удаляемым слоем и композитным материалом.

15. Способ по п.10, в котором используют удаляемый слой, содержащий материал, который выбирают из следующих материалов: майлар, арамид, хлопок, вискоза и их комбинации.

16. Способ по п.10, в котором используют удаляемый слой, содержащий целлюлозный материал и материал пропитки.

17. Способ по п.10, в котором используют удаляемый слой со сформированным на нем узором или знаками.

Описание изобретения к патенту

Перекрестная ссылка на соответствующую заявку

Настоящая заявка испрашивает приоритет по дате подачи предварительной заявки на патент США под порядковым номером 60/501685, которая была подана 10 сентября 2003 и которая включена сюда посредством ссылки, как если бы она была приведена здесь во всей своей полноте.

Область техники

Настоящее изобретение в целом относится к композитным изделиям, полученным методом пультрузии (процесс получения одноосно-ориентированных волокнистых пластиков), и, в частности, к выполнению вдавленного узора на композитной вентилируемой планке для огнестрельного оружия.

Предшествующий уровень техники

Огнестрельное оружие, такое как пистолеты и винтовки, обычно имеет установленную на стволе вентилируемую планку. Финишную отделку внешней поверхности вентилируемой планки традиционно выполняют с помощью механической обработки этой планки. Механическая обработка поверхности планки обычно является приемлемой для вентилируемых планок, изготовленных из металлов, таких как сталь или алюминий. Однако, когда вентилируемая планка выполнена из композитного материала, содержащего армирующие волокна, механическая обработка внешней поверхности такой планки может удалить полимерное покрытие и оголить волокна на поверхности этой планки. Тем не менее финишная отделка, в особенности - верхней поверхности планки, является необходимой для того, чтобы препятствовать отражению света от ее верхней поверхности, что может помешать стрелку вести наблюдение и прицеливание.

Следовательно, существует потребность в способе финишной отделки или выполнения вдавленного узора на поверхности композитной вентилируемой планки.

Раскрытие изобретения

Если не вдаваться в подробности, то настоящее изобретение в общем направлено на разработку способа формирования композитной планки огнестрельного оружия, такого как пистолет, винтовка (нарезное оружие) или другое длинноствольное оружие, и придания трехмерной финишной отделки поверхности такой композитной планки огнестрельного оружия.

В одном аспекте настоящего изобретения предлагается способ формирования композитной планки для огнестрельного оружия, в котором удаляемый слой совмещают с композитным материалом, после чего этот удаляемый слой и композитный материал выталкивают или выдавливают через фильеру с образованием композитной планки-заготовки. Этот способ также включает в себя удаление удаляемого слоя с поверхности этой планки-заготовки, на которую он был нанесен, оставляя на поверхности планки-заготовки выполненную таким образом трехмерную финишную отделку. После этого выполняют обрубку или обрезку этой планки-заготовки до заданной длины с образованием планки, подходящей для установки на ствол огнестрельного оружия.

В другом аспекте настоящего изобретения способ формирования конструктивного элемента огнестрельного оружия может включать в себя экструзию или пультрузию комбинации из удаляемого слоя и композитного материала через фильеру для формования детали-заготовки, а после этого отделение удаляемого слоя от поверхности детали-заготовки, оставляя финишную отделку, сформированную на этой поверхности. Этот способ также включает в себя уменьшение (укорачивание) этой детали-заготовки до заданного размера, подходящего к огнестрельному оружию.

В качестве еще одного альтернативного варианта данная планка может быть выполнена при формировании композитного ствола или секции ствола оружия как представляющая единое целое с ними деталь.

Эти и другие аспекты настоящего изобретения изложены более детально в приведенном ниже подробном описании и на чертежах, которые кратко описываются следующим образом.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид сбоку вентилируемой планки для огнестрельного оружия, выполненной согласно способу, который включает в себя аспекты настоящего изобретения.

Фиг.2 - вид сверху вентилируемой планки по фиг.1.

Фиг.3 - вид спереди торца вентилируемой планки по фиг.1.

Фиг.4 - вид в сечении планки по фиг.1 вдоль линии «А-А».

Фиг.5 - вид сверху участка удаляемого слоя, используемого в способе, который включает в себя аспекты настоящего изобретения.

Фиг.6 - вид в перспективе планки-заготовки и удаляемого слоя по фиг.5.

Фиг.7 - вид в сечении комбинации из планки и удаляемого слоя, применяемой в способе, который включает в себя аспекты настоящего изобретения.

Подробное описание

Обращаясь теперь к чертежам, на которых подобные ссылочные номера обозначают одинаковые детали на нескольких видах, фиг.1-7 иллюстрируют признаки, которые используются в способах или достигаются с помощью способов согласно настоящему изобретению, которое в общем охватывает способы финишной отделки одной или более поверхностей композитной планки 10 для ствола огнестрельного оружия, такого как пистолет, винтовка, пулемет или другое длинноствольное оружие. Композитная планка 10, которая показана на фиг.1 и 2 как вентилируемая планка, но которая также может быть невентилируемой или цельной, имеет финишную отделку 50, сформированную или вдавленную вдоль одной или более внешних поверхностей, показанных в целях иллюстрации как верхняя поверхность 12. Эта финишная отделка 50 может представлять собой переплетенный узор для создания матовой отделки поверхности или любой другой желаемый узор, такой как буквы, рисунки, геометрические фигуры или другие знаки.

Такой рисунок обычно создают с помощью удаляемого слоя 70, который может находиться в виде полосы или ленты и который имеет впечатанный в него или сформованный на нем желаемый отделочный рельеф или рисунок. Удаляемый слой 70 передает отделочный рельеф 50 композитной планке 10, когда удаляемый слой 70 и композитный материал, используемые для образования композитной планки 10, направляют через фильеру с тем, чтобы образовать планку-заготовку 20. После пультрузии через фильеру удаляемый слой 70 может быть удален с планки-заготовки 20, оставляя при этом сформированный на ее верхней поверхности 12 отделочный рисунок. Планка-заготовка 20 может быть подвергнута механической обработке, укорочена и дополнительно обработана или отделана, с получением в результате композитной планки 10 со сформированной на ней финишной отделкой 50. На прочность композита обычно не влияет наличие удаляемого слоя и/или его удаление с планки, причем при удалении удаляемого слоя также не происходит изменений в рисунке, размере и размещении армирующих волокон внутри композитной планки, в результате чего остается финишная отделка 50 поверхности с выдавленным на планке рисунком.

Вентилируемую планку 10 обычно изготавливают с использованием процесса непрерывный пультрузии, и при этом она может быть выполнена в виде отдельного, индивидуального конструктивного элемента, как это показано на чертежах и описано ниже. Следует также понимать, что данная планка может быть выполнена как неотъемлемая или неразъемная деталь или конструктивный элемент композитного ствола, как это раскрыто в заявке на патент США, поданной 18 августа 2004, которая включена сюда посредством ссылки.

Планка 10 обычно выполнена из композитного материала, который включает в себя одно или более армирующих волокон и полимер (смолу). Армирующие волокна могут быть выбраны из стекловолокон, углеродных волокон или полимерных волокон, которые могут придавать прочность данной планке. Например, армирующие волокна могут включать в себя стекловолокна, имеющие 250 ровингов (жгутиков-ровниц) и 32 основные нити, производимые Owens/Corning, и углеродные волокна, имеющие 250 пластичных ровингов и одну основную нить. Эти армирующие волокна обычно распределены в полимерной матрице. Этот полимер может включать в себя любой типичный полимер, обычно используемый в производстве композитных материалов. Например, этот полимер может быть сложным виниловым эфиром, таким как Interplastic 8182 или Hetron LB6875 от Ashland Chemical. Этот композитный материал имеет содержание стекла от примерно 60% до примерно 65% по массе и содержание полимера от примерно 35% до примерно 40% по массе. Плотность этого композита может находиться в диапазоне от примерно 0,065 до примерно 0,075 фунтов на кубический дюйм.

Обычно на этот композитный материал наносят один или более поверхностных покровов 32 и 33 для формирования пограничного слоя 35, который придает эстетичный внешний вид поверхности этого композитного конструктивного элемента. Данный пограничный слой может иметь толщину примерно в 11 мил и обычно черный цвет, хотя могут быть предусмотрены и другие цвета и толщины.

Удаляемый слой 70 может иметь отделочную черную ленту гро-гро и быть примерно 0,31 дюйма шириной вместе с пропиткой. Например, удаляемый слой 70 может быть представлен специальной лентой №674 от American Ribbon.

Предложенный способ обычно включает в себя обеспечение композитного материала, такого как материал, показанный на фиг.7, который содержит ровинги 34 стекловолокна и ровинги 36 углеродного волокна, ориентированные таким образом, что ровинг 36 углеродного волокна заделан в ровинги 34 стекловолокна и обычно совмещен в параллельном направлении. Ровинги 34 и 36 стекловолокна и углеродного волокна подвергают «смачиванию» в ванне из термоотверждаемого (термореактивного) полимера, такого как сложный полиэфир или сложный виниловый эфир. Вокруг ровингов 34 и 36 совмещают (выравнивают) поверхностные покровы 33 и 32 с образованием пограничного слоя 35, в то время как удаляемый слой 70 обычно совмещают прилегающим к пограничному слою 35. Комбинацию из удаляемого слоя 70, пограничного слоя 35, полимера и ровингов 34 и 36 затем подают через фильеру системы или механизм пультрузии и нагревают до примерно 225-320°F, например 280°F. Отвержденный полимер затем протягивают через формующую фильеру с гидравлическими или гусеничными выталкивателями со скоростью от 6 до 28 дюймов в минуту (хотя при желании и в зависимости от используемых материалов могут быть использованы и другие, большие или меньшие скорости), формируя планку-заготовку или промежуточный конструктивный элемент 20. Затем эту планку-заготовку 20 обычно обрезают по длине и удаляют с нее удаляемый слой 70. После того, как удаляемый слой 70 удален, матирующий рисунок остается навсегда сформированным на данной планке. Планку-заготовку 20 подвергают механической обработке для выполнения вентиляционных элементов 14 и радиального места 16 посадки на ствол с формированием в результате композитной планки для использования на стволе огнестрельного оружия.

Предложенный способ также может включать в себя формирование удаляемого слоя 70 для передачи с него финишной отделки или рисунка. Например, в том случае, когда удаляемый слой 70 представляет собой ленту из тканых волокон. Этот способ может также включать в себя этап ткачества удаляемого слоя. В одном примере удаляемый слой 70 выткан по образцу гро-гро, что придает желаемый «косметический» эффект верхней поверхности 12 композитной планки 10. После придания рисунка удаляемому слою 70 этот слой может быть аппретирован путем пропитки его пропитывающими агентами, такими как крахмал. Эта пропитка необходима для того, чтобы не дать возможность полимеру композита смочить удаляемый слой 70. Удаляемый слой 70 аппретируют в том случае, когда компоненты этого слоя относятся к типу, который может поглощать полимер, такому, например, как целлюлозные материалы, такие как хлопок, шерсть и вискоза. Аппретирование не дает возможности полимеру впитаться в удаляемый слой 70, обеспечивая, таким образом, легкое удаление этого слоя с верха 12 планки-заготовки 20. Текстура, толщина и узор данной ленты используются для задания того матирующего узора, который остается после этого. Кроме целлюлозных материалов для формирования удаляемого слоя 70 могут использоваться и другие материалы. Например, в состав удаляемого слоя могут быть включены майлар, полиэстер, нейлон и арамидные материалы или волокна. Узор, текстура, толщина и/или текст могут быть изменены для получения различных соответствующих узоров или рисунков, остающихся на сформированном путем пультрузии изделии.

Узоры, выполненные с использованием настоящего изобретения, обычно ограничены только возможностями процесса ткачества ленты, применяемого в данном случае к тонкой полоске, которую затем размещают на скрепленной связующим поверхности. Глубина и ширина планок при извилистом переплетении волокон могут быть практически любыми в той мере, в какой это зависит от возможностей ткача. Такая гибкость может позволить «косметически» изменять вытянутую из рабочей головки поверхность с помощью либо узора, либо текста.

В дополнение к тонким полоскам могут быть введены другие материалы, которые могут быть сформованы или выполнены во всем разнообразии форм, узоров или текстов, а затем вставлены в протягиваемый сквозь рабочую головку конструктивный элемент и позже удалены, оставляя свою форму вытянутой детали.

Предложенный процесс устраняет потребность в выполнении операций вторичной механической обработки, которая может потребоваться для нанесения отличительных знаков или рисунков на ствол оружия. Этот процесс предоставляет возможность добавить текст во время вытягивания, что в противном случае пришлось бы выполнять на данной поверхности в процессе вторичной обработки.

Следует понимать, что приведенные выше примеры даны для иллюстрации настоящего изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие рамки изобретения. Данное описание охватывает модификации и изменения описанных примеров, выполняемые рядовыми специалистами в данной области техники.