DE10112253C1

DE10112253C1 - Cartridge, used as ammunition, has propellants with different ignition behavior, hardening behavior and ignition delay in concentric layers within cartridge shell

Info

Publication number: DE10112253C1
Application number: DE2001112253
Authority: DE
Inventors: Josef Schmeiler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2021-03-15

Abstract

Cartridge has propellants (4) having different ignition behavior, hardening behavior and ignition delay concentrically arranged in layers in the cartridge shell (2). A cylindrical hollow chamber comprises an ignition channel having a smaller diameter than the bullet diameter from the base of the cartridge to the base of the bullet (1). The individual propelling charge layers have ignition speeds that increase from the inside to the outside. An Independent claim is also included for a process for charging a cartridge using the above propellants.

Description

Die Erfindung betrifft eine Patrone mit einer 1 bis n Teilladungen enthaltenen Ladung insbesondere für herkömmlichen Hülsen, verbrennbare Treibladungshülsen, hülsenlose Munition und das dazu notwendige Ladeverfahren.The invention relates to a cartridge with a charge containing 1 to n partial loads especially for conventional sleeves, combustible propellant sleeves, sleeveless Ammunition and the loading process necessary for it.

Bei derzeit verfügbarer Munition ist die Erzielung hoher Geschoßgeschwindigkeiten abhängig vom Geschoßmaterial, das entsprechend hart sein muß, damit die Züge nicht abgeschert werden, von der Länge des Waffenrohres um den Gasdruck umzusetzen und von der Art der Treibladung die entsprechend langsam abbrennen muß. Bei herkömmlicher Munition sind den Geschoßgeschwindigkeiten bei ca. 1200 m/s Grenzen gesetzt. Bei einer höheren Geschwindigkeit würden durch die starke Beschleunigung die Züge abgeschert. Eine höhere Geschwindigkeit ist nur mit glatten Rohren und Treibspiegelmunition möglich. Weitere Möglichkeiten für die Steigerung der Geschossgeschwindigkeiten zeigen die Druckschriften
With currently available ammunition, the achievement of high projectile speeds depends on the projectile material, which must be correspondingly hard so that the trains are not sheared off, on the length of the weapon barrel in order to implement the gas pressure and on the type of propellant charge which has to burn off slowly. With conventional ammunition, the bullet speeds are limited at approx. 1200 m / s. At a higher speed, the trains would shear off due to the strong acceleration. A higher speed is only possible with smooth tubes and sabot ammunition. The publications show further possibilities for increasing the floor speeds

- DE-OS 19 20 816 A1
- US 19 20 075

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Munition bereitzustellen, mit der sich durch Anwendung neuer Ladeverfahren aufgrund konzentrisch angeordneten Treibladungsschichten höhere Geschoßgeschwindigkeiten realisieren lassen.The invention is therefore based on the object of providing ammunition with which by concentrating on the use of new charging methods Propellant charge layers allow higher storey speeds to be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Patrone und des Ladeverfahrens durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2, 5 bis 9 gelöst.This object is achieved according to the invention with regard to the cartridge and the loading process solved by the features of claims 1, 2, 5 to 9.

Das besondere der Erfindung ist, dass aus gezogenen Läufen durch die Anwendung dieses Ladeverfahrens eine wesentlich höhere Mündungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Durch die gesteuerte Beschleunigung des Geschosses wird das Abscheren der Züge vermieden.The peculiarity of the invention is that drawn runs by using this Loading process a much higher muzzle velocity can be achieved. The controlled acceleration of the projectile shears the trains avoided.

Eine Zunahme der Leistung um 25 bis 30% wird als realistisch angenommen. Eine weitere Steigerung der Leistung läßt sich mit flügelstabilisierten Geschossen aus glatten Rohren erreichen. Die Reibung zwischen Laufwandung des glatten Rohres und des Treibspiegels ist wesentlich geringer. Die Hülsengeometrie wird mit der neuen Methode kürzer und im Durchmesser größer. Die Reichweite der normalen Standartmunition ist bei 4 cm Hochschuß in der Regel zwischen 160 m und 200 m. Bei der neuen Variante erhöht sich die Weitschußeignung bei gleichen Voraussetzungen erheblich. Das heißt, das Vorhaltemaß um auf bewegliche Ziele schießen zu können wird geringer. Die balistische Kurve wird wesentlich flacher. Der Vorteil der hier dargestellten Erfindung beruht auf einem geordnetem Abbrand von innen nach außen. Dabei hat sich rein rechnerisch ergeben, dass der Gasdruck nach der Zündung, solange der Zündkanaldurchmesser kleiner als der Geschossdurchmesser ist, langsamer ansteigt als bei üblicher Ladung. Durch die sich ändernde Treibladungseigenschaft der einzelnen Lagen kann so ein gesteuerter Abbrand erzielt werden, mit dem Ziel, mit Vergrößerung des Volumens einen konstanten Druck beizubehalten um somit eine möglichst hohe Mündungsgeschwindigkeit zu erreichen.A 25-30% increase in performance is assumed to be realistic. Another The performance can be increased with wing-stabilized bullets made of smooth tubes to reach. The friction between the running wall of the smooth tube and the sabot is much lower. With the new method, the sleeve geometry becomes shorter and in Diameter larger. The range of normal standard ammunition is 4 cm Shot usually between 160 m and 200 m. In the new variant, the Long-range suitability with the same conditions is considerable. That means the reserve measure around Being able to shoot at moving targets becomes less. The balistic curve will much flatter. The advantage of the invention presented here is based on one orderly burning from the inside out. It has been calculated that: the gas pressure after ignition, as long as the ignition channel diameter is smaller than that Bullet diameter increases more slowly than with a normal load. By yourself Controlled combustion can change the propellant charge properties of the individual layers can be achieved with the aim of increasing the volume of a constant pressure maintain in order to achieve the highest possible muzzle velocity.

Es wird nun näher auf das Ladeverfahren eingegangen.The charging process will now be discussed in more detail.

Conventional case ammunition and flammable cases

Das Laden der Munition wird auf Fließbändern mit rotierenden Hülsenaufnehmern durchgeführt. Wobei die Hülsen bei einer bestimmten Drehzahl durch ein Rohr befüllt werden. Durch variieren der Drehzahl kann der Verdichtungsgrad des Treibmittels beeinflußt werden. Dieses Rohr wird in die Hülse eingeführt und beim Zurückziehen des Rohres wird dann kontinuierlich das Treibmittel ohne oder mit einem Aushärtmittel eingebracht (das Aushärtmittel kann auch in einem separaten Arbeitsgang eingebracht werden). Das Einbringen der Treibladung und des Aushärtmittels kann auch im flüssigen Zustand erfolgen. Die Aushärtung ist notwendig, damit sich Lage für Lage des Pulvers durch die Fliehkraft an der Hülse gleichmäßig anfügt und nicht verändert. Durch die Fliehkraft und die langsame Dosierung durch das zurückgeführte Röhrchen ergibt sich eine genaue Schichtdicke der jeweiligen Pulverlage. So können kontinuierlich unterschiedliche Pulvereigenschaften, mit unterschiedlichem Abbrandverhalten, schichtweise kombiniert werden. Es können nach dem Pulver auch Abbrandverzögerer eingebracht werden, die bei bestimmten Temperaturen, durch Druck oder beides oder durch das Liedern der Hülse eine gewünschte Reaktion einleiten. Ist nach Einbringen von n-Lagen Pulver das Härtemittel festgeworden, ergibt sich in der Mitte ein genau definierter Zündkanal. Nun muß noch das Geschoß gesetzt werden und die Patrone ist fertig. Diese Vorgänge sind jederzeit automatisierbar. Die Ausbringung ist nur von der Aushärtgeschwindigkeit der Komponenten abhängig.The loading of the ammunition is carried out on assembly lines with rotating sleeve receivers carried out. The sleeves are filled through a tube at a certain speed become. By varying the speed, the degree of compression of the blowing agent to be influenced. This tube is inserted into the sleeve and when the Rohres then becomes the blowing agent without or with a curing agent introduced (the curing agent can also be applied in a separate operation become). The propellant charge and the curing agent can also be introduced in the liquid Condition. Curing is necessary so that the powder is layer by layer due to the centrifugal force attaches evenly to the sleeve and does not change. Through the Centrifugal force and the slow metering through the returned tube result in a exact layer thickness of the respective powder layer. So continuously different Powder properties, with different burning behavior, combined in layers become. Burn-up retarders can also be introduced after the powder certain temperatures, by pressure or both, or by singing the sleeve one Initiate the desired reaction. Is the hardening agent after introducing n-layers of powder has been determined, there is a precisely defined ignition channel in the middle. Now that has to be done Put the bullet and the cartridge is ready. These processes are anytime automated. The output is only dependent on the curing speed of the Components dependent.

Manufacture of caseless ammunition

Bei hülsenloser Munition wird anders verfahren. Bei dieser Munition wird zuerst am Geschoß ein künstlicher Zündkanal befestigt. Dieser Zündkanal wird mit Kleber besprüht und die erste Treibmittellage durch Tauchen, Besprühen, Berieseln u. s. w. aufgebracht. Der Auftrag kann auch mit flüssigen, anhaftenden, aushärtenden Komponenten erfolgen. Dies wird nun Lage für Lage wiederholt, wobei die einzelnen Treibmittellagen unterschiedliche Abbrandverhalten aufweisen. Dies folgt solange, bis die Abmessungen der Außenmaße zu 90 bis 95% erreicht sind. Der letze Arbeitsgang ist das Kalibrieren auf die Außenmaße mit der letzen Lage des Treibmittels. Mit dem Aufbringen dieser Lage wird nun die Munition in eine Form gepreßt, so dass sich die endgültige Abmessung ergibt. Zum Abschluß wird das Zündhütchen in den Zündkanal gesetzt und die Patrone ist fertig. Es können, wie schon bei der Munition mit Hülsen Abbrandverzögerer zum Erreichen einer bestimmten Eigenschaft eingesetzt werden.The procedure is different for caseless ammunition. With this ammunition first on An artificial ignition channel attached to the floor. This ignition channel is sprayed with glue and the first layer of blowing agent by dipping, spraying, sprinkling and. s. w. applied. The It can also be applied with liquid, adhesive, hardening components. This layer by layer is now repeated, the individual blowing agent layers differing Have burning behavior. This continues until the dimensions of the external dimensions increase 90 to 95% are reached. The last step is to calibrate to the outer dimensions with the last position of the blowing agent. With the application of this layer, the ammunition is now in pressed a shape so that the final dimension results. In conclusion, that will Put the primer in the ignition channel and the cartridge is ready. As with the ammunition with case retarders to achieve a certain property be used.

Das Ladeverfahren kann auch durch Aufeinander schieben von konischen Hülsen erreicht werden, wobei jeder dieser konischen Hülsen eine andere Abbrandfunktion aufweist. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer vielschichtigen Ladung ist es, die unterschiedlichen Treibmittel in eine Folie einzubetten und auf den Zündkanal aufzuhaspeln.The loading process can also be achieved by pushing conical sleeves together are, each of these conical sleeves has a different erosion function. Another way to make a multi-layered cargo is that embed different propellants in a film and reel onto the ignition channel.

Für Wiederlader von zylindrischen Hülsen ist die Verwendung von vorgepressten Ladungen mit entsprechenden Eigenschaften denkbar. Der Wiederladervorgang wäre dementsprechend einfach. Der Kunde kauft die für seine Ansprüche konfektionierte Ladung und braucht die vorgepresste Ladung nur noch in die Patronenhülse einzubringen, das Geschoß setzen und die Patrone mit der gewünschten Eigenschaft ist fertig. For reloading cylindrical sleeves is the use of pre-pressed loads conceivable with appropriate properties. The reload process would be accordingly simple. The customer buys the load made up for his requirements and only needs to insert the pre-pressed charge into the cartridge case Put the bullet and the cartridge with the desired property is finished.

Definition of the burning behavior ignition channel

Ein Vorteil der Erfindung beruht auf einem definiertem Zündkanal. Dies verhindert die Probleme die bei Rieselpulver, Schwachladungen, oder wenn die Waffe nach unten gehalten wird entstehen. Durch den Zündkanal wird eine breite definierte Anzündfläche erzeugt, die kontinuierlich von innen nach außen abbrennt und sich nicht verändert. Die Zündung des Treibmittels im Zündkanal kann auch durch einen elektronischen Zünder oder durch einen Laserstrahl erfolgen.An advantage of the invention is based on a defined ignition channel. This prevents the Problems with powder, weak loads, or when the gun is held down will arise. A wide defined ignition area is generated by the ignition channel burns continuously from the inside out and does not change. The ignition of the Propellant in the ignition channel can also be by an electronic igniter or by a Laser beam done.

1st phase

Durch die gleichmäßige Anzündfläche und dem unterkaliebrigen Zündkanaldurchmesser steigt der Gasdruck langsamer an. Das Geschoß wird in die Züge eingepresst. Der Gasschlupf ist zu diesem Zeitpunkt relativ gering. Der Gasdruck steigt während des Einpressvorgangs an und erreicht den maximalen Gasdruck. Dabei dehnt sich die Hülse, die nun im Patronenlager liedert. Durch diese Dehnung der Hülse bricht nun der Abbrand verzögerer der nächsten Pulverschicht auf.Thanks to the even ignition surface and the sub-caliber ignition channel diameter the gas pressure rises more slowly. The projectile is pressed into the trains. The Gas slip is relatively low at this point. The gas pressure rises during the Press-in process and reaches the maximum gas pressure. The sleeve expands now in the cartridge chamber. Due to this expansion of the sleeve, the erosion breaks retarder of the next powder layer.

2nd phase

In der zweiten Phase hat das Geschoß die Hülse verlassen und bereits einen bestimmten Weg im Lauf zurückgelegt. In dieser Phase wird der hohe Arbeitsdruck durch eine angepaßte Abbrandphase dadurch beibehalten, daß sich Schicht für Schicht des Treibmittels entzündet. Durch das sich schnell ändernde Volumen, muß sich auch das Abbrandverhalten des Treibmittels ständig ändern.In the second phase, the projectile has left the shell and has already reached a certain one Path covered in the run. In this phase, the high working pressure is caused by a maintain adapted combustion phase in that there is layer by layer of the blowing agent inflamed. Due to the rapidly changing volume, the burning behavior must also of the blowing agent change constantly.

nth phase

In der n-ten Phase wird mit einem schnell abbrennenden Treibmittel der Impuls des Geschoßes nochmals erhöht, so daß eine weitere Steigerung der V0 eintritt.In the nth phase, the pulse of Storey increased again, so that there is a further increase in V0.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand einiger in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention is illustrated below with reference to some of the drawings Described embodiments.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Patrone mit einem Geschoß 1 einem Zündhütchen 7, einer Hülse 2 einer ersten Treibmittellage 3, einer 2. Treibmittellage 4 und einer 3. Treib mittellage 5. Aus der Zeichnung wird auch der deffinierte Zündkanal 6 deutlich. Der Pfeil 8 verdeutlicht die vorprogrammierte Abbrandrichtung. Fig. 1 shows the structure of a cartridge with a projectile 1, a primer 7 , a sleeve 2, a first propellant layer 3 , a 2nd propellant layer 4 and a 3rd propellant layer 5 . The defined ignition channel 6 is also clear from the drawing. The arrow 8 shows the preprogrammed burn direction.

Fig. 2 zeigt die alte Abbrandkurve 9 und die neue Abrandkurve 10 mit der deutlichen Zunahme des Arbeitvermögens. Die neue Abbrandfunktion 10 hat einen etwa gleich der alten Funktion ansteigende Druckkurve 11, allerdings mit der Besonderheit, daß Pmax, nachdem das Geschoß in die Züge eingetreten ist, einige Zeit konstant 12 gehalten wird. Danach fällt die Funktion sehr schnell auf den Mündungsgasdruck 13 ab. Fig. 2 shows the old burn-off curve 9 and the new burn-off curve 10 with the significant increase in working capacity. The new burn-up function 10 has a pressure curve 11 which rises approximately the same as the old function, but with the special feature that Pmax is kept constant 12 for some time after the projectile has entered the trains. Then the function drops very quickly to the muzzle gas pressure 13 .

Fig. 3 zeigt die Zunahme der Geschwindigkeit 14 und somit eine Zunahme der Energie gegenüber einer Standardladung Figure 3 shows the increase in speed 14 and thus an increase in energy over a standard charge

Fig. 4 zeigt das Ladeverfahren von Hülsenmunition und Munition mit verbrennbarer Hülse. In der Zeichnung wird die Drehbewegung 15 und die Vorwärtsbewegung 16 der Hülse dargestellt. In Stellung 17 ist das Zuführrohr 25 für das Treibmittel in eingeführtem Zustand und in der Stellung 18 nach der Rückwärtsbewegung nach dem Einfüllen der ersten Lage des Treibmittels, bzw. in Stellung 20 das Einbringen des Aushärtmittels dargestellt. Die Darstellung 21 zeigt die mit n-Lagen fertig gefüllte Hülse. Fig. 4 shows the loading process of case ammunition and ammunition with a combustible case. In the drawing, the rotational movement 15 and the forward movement 16 of the sleeve is shown. In position 17 the feed pipe 25 for the propellant is shown in the inserted state and in position 18 after the backward movement after filling in the first layer of the propellant, or in position 20 the introduction of the curing agent. The illustration 21 shows the sleeve which has been filled with n layers.

Fig. 5 zeigt die Darstellung eines Ladevorgangs bei hülsenloser Munition. Der Zündkanal 22 ist am Geschoß 1 befestigt. Danach wird Lage 5 für Lage 4 des Treibmittels 3 aufgebracht, bis sich die Patronenform 23 zu 90-95% ergibt. Nun wird eine letzte Lage 24 aufgebracht und in einer Form, die dem Patronenlager entspricht, kalibriert Fig. 5 shows the representation of a charging process at caseless ammunition. The ignition channel 22 is attached to the floor 1 . Then layer 5 for layer 4 of the propellant 3 is applied until the cartridge shape 23 is 90-95%. Now a last layer 24 is applied and calibrated in a form that corresponds to the cartridge chamber

Claims

1. Cartridge, characterized in that propellants with different erosion behavior, curing agent and erosion retardant are arranged in layers from 1 to n layers concentrically in the cartridge case, wherein a cylindrical cavity is designed as an ignition channel with a smaller diameter than the projectile diameter from the cartridge floor to the floor and the individual propellant charge layers have increasing combustion rates from the inside to the outside.

2. Loading method of cartridges according to claim 1, characterized in that Blowing agents with different burning behavior, curing agent and burning retardant using the centrifugal force in layers from 1 to n layers by entering and entering n times Returning a feed pipe in concentric layers continuously into the Cartridge case is inserted.

3. Loading method according to claim 2, characterized in that by varying the Speed the compression and the even application of the propellant charge, the Burn-off retardant and the curing agent is controlled.

4. Loading method according to claim 2, characterized in that the sleeves rotating be moved on a conveyor belt around their own axis.

5. Loading method of cartridges according to claim 1, characterized in that film-like material in which propellants with different combustion behavior, Hardening agent and burn-off retardant is stored, rolled up in the cartridge case is introduced.

6. Caseless ammunition, characterized in that an artificial ignition channel on Floor is attached that starting from the ignition channel in layers from 1 to n Layers of blowing agents with different burning behavior, hardening agents and Burn-off retarders are applied, with the individual propellant charge layers from the inside towards the outside have increasing burning rates and that the last layer of the Propellant is calibrated to the required external dimensions.

7. loading method for caseless ammunition according to claim 6, characterized in that that an artificial ignition channel is attached to the floor of the floor, that the ignition channel with Adhesive is sprayed that propellant with different burning behavior, Curing agents and burn-off retarders by sprinkling, dipping, spraying in layers of 1 to n layers are applied and that the last layer using a calibration matrix on the final external dimensions is calibrated.

8. Caseless ammunition, characterized in that an artificial ignition channel on Floor is attached and that starting from the ignition channel film-like material with stored propellant with different combustion behavior and applied Burn-up retarder is rolled up, so that the burn-off speed of Increases inside out.

9. loading method of caseless ammunition according to claim 8, characterized in that that an artificial ignition channel is attached to the floor, that the ignition channel is sprayed with glue and that by turning the ignition channel the film-like material is coiled up.