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Munitionskörper
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sollen im folgenden ausserAlle diese Nachteile werden gemäss der Erfindung durch die Verwendung eines zäh-steifen hochpoly- meren Mischwerkstoffes als Werkstoff für den Gehäusemantel von Munitionskörpern mit Sprengladung ver mieden.
Zu den hochpolymeren Mischwerkstoffen gehören nach der einschlägigen Fachliteratur (vgl. i O. Leuchs, Die hochpolymeren Werkstoffe, Sonderdruck aus der Zeitschrift Kunststoffe, 2. Teil, S.-17) sowohl Polymerisat-Gemische als auch Mischpolymerisate (im weitesten Sinn, also auch durch
Polyaddition oder Polykondensation und nicht nur durch"echte"Polymerisation entstandeneMischwerk- stoffe).
Ein hochpolymerer Werkstoff wird ferner als "zäh-steif'dann bezeichnet, wenn er im Spannungs-
Dehnungs-Diagramm unter statischer Belastung und bei Gebrauchstemperatur im Gegensatz zu den sprö- den Werkstoffen eine Streckgrenze aufweist, wobei jedoch zum Unterschied gegenüber denhochelasti- schen Werkstoffen ein Steilanstieg des Spannungs-Dehnungs-Diagramms zu verzeichnen ist. Dieser Steil- anstieg des Spannungs-Dehnungs-Diagramms zäh-steifer hochpolymerer Werkstoffe wird charakterisiert durch einen Elastizitätsmodul E > 10 kg/mm2, vorzugsweise E > 100 kg/mm2.
Die erfindungsgemässen zäh-steifen hochpolymeren Mischwerkstoffe weisen eine Reihe von vorteil- haften Eigenschafteninder speziellen Verwendung als Werkstoffe für einen Gehäusemantel von Munitions- körpern auf.
Die zäh-steifen hochpolymeren Mischwerkstoffe sind schlagfest. Die Werte für die Schlagzähigkeit liegen meist über 50 cmkg/cm2. Diese gute Schlagzähigkeit wird aber nicht durch Weichmacher oder
Faserverstärkungen bedingt, sondern ist eine Folge der besonderen Gestalt der Makromoleküle eines
Mischpolymerisates bzw. der Wechselwirkung der verschieden gestalteten Makromoleküle eines Poly- merisatgemisches. Die eingangs erwähnten, durch Weichmacher und Faserverstärkungen bedingten Nach- teile treten daher nicht auf.
Bekanntlich ändert sich die Schlagzähigkeit eines hochpolymeren Werkstoffes mit der Belastung- geschwindigkeit. Bei den wichtigsten zäh-steifen hochpolymeren Mischwerkstoffen findet man zunächst einen Anstieg der Schlagzähigkeit mit der Zunahme der Belastungsgeschwindigkeit. Dieses Verhalten be- dingt eine besonders gute Resistenz eines Gehäusemantels von Munitionskörpern gegenüber den hohen dy- namischen Beanspruchungen beim Aufprall am Ziel oder beim Abschuss aus einem Rohr.
Bei extrem ho - hen Belastungsgeschwindigkeiten jedoch, wie sie bei der Detonation der im InnerendesMunitionskörpers angeordneten Sprengladung auftreten, fällt die Schlagzähigkeit eines zäh-steifen hochpolymeren Werk- stoffes stark ab und es tritt Sprödbruch ein, was wieder ein Vorteil ist, da mit dem Abfallen der Schlag- zähigkeit auch der Energieaufwand für die Zerlegung des Gehäusemantel sinkt, so dass praktisch die ge- samte mechanische Energie des Sprengstoffes in der Umgebung der Detonationsstelle wirksam werden kann-
Die Wirkung kann u. a. eine Minenwirkung (Wirkung von Druckwellen) oder eine Splitterwirkungsein, wobei die wirksamen "Splitter" in Form von Kugeln oder andern Partikeln aus Metall in das Innere des
Munitionskörpers eingefüllt werden.
Bemerkenswert ist, dass die gemäss der Erfindung verwendeten hochpolymeren Mischwerkstoffe trotz der guten Schlagzähigkeit insbesondere bei statischer Belastung auch eine relativ hohe Steifheit aufwei- sen. Dies hat zur Folge, dass sogar bei geringen Wandstärken des Gehäusemantel noch eine ausreichen- de Formbeständigkeit vorhanden ist. Es sind dadurch allfällige im Inneren des Munitionskörpers ange- ordnete druck- oder lageempfindliche Füllungen bzw. Konstruktionsteile (von Zündern) hinreichend ge- schützt.
Auch das besondere Temperaturverhalten der hochpolymeren Werkstoffe wird durch die Erfindung in geeigneter Weise berücksichtigt. Bei hochpolymeren Werkstoffen tritt ab einer für die betreffende Werk- stoiftype charakteristischen Temperatur ein Fliessen (bei Thermoplasten) bzw. ein Zersetzen (bei Duro- plasten) ein. Diese Temperaturen liegen gar nicht sehr hoch. Die Fliesstemperatur von Thermoplasten beträgt meist weniger als 100 C, die Zersetzungstemperatur von Duroplasten meist 1000C bis 150 C.
Der Sprengstoff aber verursacht unmittelbar nach der Zündung Temperaturen, welche sehr viel höher liegen. Allerdings ist die Wärmeleitung hochpolymerer Werkstoffe gering, so dass die mechanische Expansion des Gehäusemantel zur Zerlegung desselben führen kann, bevor noch infolge Wärmeübertragung der Werkstoff des Gehäusemantel über die ganze Wandstärke die Fliess- bzw. Zersetzungstem- peratur erreicht hat. Wenn aber die Wandstärke des Gehäusemantel sehr gering ist, was mit Hilfe der erfindungsgemässen zäh-steifen hochpolymeren Werkstoffe möglich ist, dann tritt im Augenblick der Detonation sicher auch stellenweise'ein Zerfliessen bzw.
Zersetzen des Werkstoffes und damit eine Zerstörung des Gehäusemantel ein, wobei aber nunmehr die kalorische Energie des Spreng-
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stoffes und nicht der bereits in mechanische Energie umgesetzte Anteil die Zerstörung besorgt. Der Verlust an mechanischer Energie, der auch bei Sprödbruch des Gehäusemantel gering ist, wird dadurch noch geringer, so dass dieser Energieanteil der Sprengstoffenergie praktisch vollständig als Energie der von der Detonationsstelle ausgehenden Druckwelle (M inenwirkung) bzw. als Transportenergie für die im In- neren des Munitionskörpers angeordneten Metallpartikel (Splitterwirkung) in Erscheinung tritt.
Von den ihm Rahmen der Erfindung liegenden zäh-steifen hochpolymeren Werkstoffen eignen sich in besonderer Weise Polymerisatgemische, wobei ein Bestandteil aus einem an sich spröden hochpolymeren Werkstoff (z. B. Polystyrol), ein anderer Bestandteil jedoch aus einem an sich plastischen oder hochelastischen hochpolymeren Werkstoff (z. B. Kautschuk) besteht, wodurch die Sprödigkeit des einen Partners aufgehoben wird, dessen hohe Steifheit bei statischer Belastung jedoch im wesentlichen bestehen bleibt.
In ähnlicher Weise verhalten sich auch Mischpolymerisate auf der Grundlage solcher Monomere, die bei Homopolymerisation einerseits zu spröden, anderseits zu plastischen bzw. hochelastischen Werkstoffen führen würden (z. B. Mischpolymerisate aus Styrol und Butadien).
Man nennt eine derartige Modifizierung eines an sich spröden hochpolymeren Werkstoffes auch in- nere Weichmachung" (im Gegensatz zur Weichstellung durch Weichmacher).
Mischwerkstoffe können thermoplastisches oder duroplastisches Verhalten zeigen. Thermoplasten sind jedoch in der speziellen Verwendung gemäss der Erfindung zweckmässiger, da bei ihnen in höherem Masse als bei Duroplasten die oben erwähnten Vorteile hinsichtlich der Abhängigkeit der Schlagzähigkeit von der Belastungsgeschwindigkeit und des Wärmeeinflusses bei der Zerstörung des Gehäusemantel in Erscheinung treten.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne darauf be- schränkt zu sein, Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Handgranate und Fig. 2 in einem teilweisen Längsschnitt eine Wurfgranate.
Die in Fig. 1 dargestellte Handgranate besteht aus einem Gehäusemantel 1, einem Zünderkörper 2, welcher ein in das Innere der Handgranate ragendes Röhrchen mit dem Verzögerungssatz 3 und der Sprengkapsel 4 trägt. Das Innere der Handgranate ist durch die Trennhülse 5 in zwei Räume geteilt.
Den Raum ausserhalb der Trennhülse nimmt die Sprengladung 6, bestehend aus einem gekörnten Sprengstoff (z. B. Trinitrotoluol) oder einem gekörnten Sprengstoffgemisch (Trinitrotoluol + Ammoniumnitrat) ein. Der zentrale Raum innerhalb der Trennhülse enthält die Sprengkapsel 4 und eine Initialspreng - ladung 7, bestehend aus einem plastischen Sprengstoff (z. B. Nitropenta).
Der Gehäusemantel besteht aus einem schlagfesten modifizierten Polystyrol auf der Grundlage von
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zwischen 50 cmkg/cm2 und1 mm.
Den Zünderkörper 2 kann man aus demselben Werkstoff wie den Gehäusemantel 1 herstellen. Für die Trennhülse 5 eignet sich vorzugsweise gewöhnliches sprödes Polystyrol.
Die in Fig. 2 dargestellte Wurfgranate besteht im wesentlichen aus einem Kopfzünder 8, einem Geschosskörper 9, Stabilisierungsflügeln 10 und einem nicht dargestellten Treibladungsrohr, welches auf den zapfenartigen Fbrtsatz 11 des Geschosskörpers aufgesteckt wird.
Der Gehäusemantel des Geschosskörpers 9 und die Stabilisierungsflügel 10 bestehen wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus einem schlagfesten modifizierten Polystyrol auf der Grundlage von Styrol und Butadien. Die Wandstärke des Gehäusemantel liegt zwischen 1 und 3 mm.
Das Gehäuse des Kopfzünders wird zweckmässigerweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffhergestellt.
Als weitere Beispiele von im Sinne der Erfindung liegenden Werkstoffen für den Gehäusemantel von Munitionskörpern seien genannt :
Mischpolymerisate auf der Grundlage von Styrol-Acrylnitril-Butadien (Terpolymere), Polymerisatgemische von Polyvinylchlorid bzw. seiner Mischpolymerisate mit Mischpolymerisaten des Butadien oder chlorierten Polyäthylen, Mischpolymerisate aus den Monomeren der Acrylharze mit elastisierenden polymerisierbaren Verbindungen, Polymerisatgemische von Polymethacrylsäuremethylester mit Mischpolymerisaten auf der Basis von Butadien-styrolmonomerern Methacryls uremethylester, Polymerisatgemische von Phenolharz und Kautschuk.
Die Erfindung ist auf die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Anwendungen und Konstruktionen keinesfalls beschränkt.
Auch die in den Ausführungsbeispielen angegebenen Wandstrken für den Gehäusemantel müssen nicht
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unbedingt eingehalten werden. Man kann, insbesondere bei Geschossen, die aus einem Rohr abgeschossen werden, aber auch bei Handgranaten, aus Gründen der Sicherheit grössere Wandstärken wählen. Die durch die Erfindung gegebene Möglichkeit mit sehr geringen Wandstärken zu arbeiten, bleibt davon unberührt.
PATENTANSPRÜCHE
1. Munitionskörper mit einer im Inneren angeordneten Sprengladung, wobei der Gehäusemantel des Munitionskörpers aus einem hochpolymeren Werkstoffbestehtsgekennzeichnet durch die Verwendung eines zäh-steifen hochpolymeren Mischwerkstoffes als Werkstoff für den Gehäusemantel.