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Die
Erfindung betrifft eine Matrize zum Wiederladen von Patronen, mit
der das Setzen des Geschosses und das Crimpen in einem Arbeitsgang ohne
Beschädigung
der Geschossoberfläche
möglich
ist.
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Unter
Schützen
und Jägern
ist das Wiederladen von Patronen weit verbreitet. Es erlaubt die
Wiederverwendung der Patronenhülse
und kann den Preis der Munition senken. Darüber hinaus ist es so möglich, die
Munition präzise
der Waffe und/oder dem Verwendungszweck anzupassen. Insbesondere kann
die Präzision
einer wiedergeladenen Patrone besser sein als die von Fabrikmunition.
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Wiederladevorrichtungen
werden in zahlreichen Ausführungen
angeboten, einen detaillierten Überblick über den
Stand der Technik findet man in 'Wiederladen
mit Johannsen',
S. 3 – 17
(Pressen) und S. 40 – 60
(Matrizen).
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Wiederladevorrichtungen
bestehen aus Einzelmatrizen oder Matrizensätzen für die gewünschten Kaliber sowie mechanischen
Pressen, in die die jeweilige Matrize eingeschraubt wird. Die Patronenhülsen (in
folgenden vereinfacht 'Hülse' genannt) werden
durch einen schuhförmigen
Hülsenhalter
auf dem Pressenstempel fixiert und können zur Bearbeitung durch
linearen Hub dieses Stempels in die Matrize gepreßt und wieder
herausgezogen werden.
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Die
dabei ausgeübten
Kräfte
sind groß genug,
um das Hülsenmaterial
verformen zu können. Im
allgemeinen sind Pressen so ausgeführt, dass der Pressenstempel
vertikal orientiert ist oder allenfalls leicht gegen die Vertikale
geneigt ist, um die Handhabung zu erleichtern. Im folgenden wird
von dieser üblichen
vertikalen Stellung ausgegangen.
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Der
vollständige
Wiederladevorgang besteht mindestens aus den folgenden Schritten:
- 1. Ausstoßen
des abgebrannten Zündhütchens
- 2. Außenkalibrieren
der
durch den Gasdruck auf das individuelle Patronenlager der Waffe
geweiteten Hülse,
evtl. aber nur des Hülsenmundes
oder des Hülsenhalses bei
flaschenförmigen
Hülsen.
- 3. Setzen eines neuen Zündhütchens
- 4. Innenkalibrieren der Hülse
Dabei
wird die Hülse – zumindestens
im Bereich des Hülsenmundes – wieder
geringfügig
geweitet, um unabhängig
von Wandstärketoleranzen
der Hülsen
einen definierten Innendurchmesser zum störungsfreien und gleichmäßigen Setzen
der Geschosse zu gewährleisten.
Bei flaschenförmigen Hülsen wird
nur der Hülsenhals
geweitet. Je nach Patronen- und Geschosstyp wird dabei auch der Hülsenmund
geringfügig
angetrichtert, um das Setzen des Geschosses zu erleichtern und Beschädigungen
zu vermeiden. Es gibt aber auch Matrizen, die es gestatten, die
Außenkalibrierung nach
Schritt 1. so definiert vorzunehmen, dass auf die nachfolgende Innenkalibrierung
verzichtet werden kann. Schritt 4 kann dann entfallen. Hier ist
allerdings vorausgesetzt, dass alle Hülsen am Hülsenmund präzise die gleiche Wandstärke aufweisen.
- 5. Einbringen der Pulverladung ('bepulvern')
Dies kann außerhalb der Presse oder durch
eine dafür
eingerichtete Matrize erfolgen.
- 6. Setzen des Geschosses
durch Einpressen in die Hülse. Hierbei
muss der Durchmesser des Hülsenmundes
geringfügig kleiner
sein als der des Geschosses, damit dieses sicher gehalten wird.
Es ist eine bestimmte Patronen – Gesamtlänge einzuhalten
(man spricht von bezüglich
des Gerschosses von 'Setztiefe'), da es sonst zu
Funktionsstörungen
der Waffe und/oder zu Gasdruckschwankungen kommen kann, die präzisionsmindernd
sind oder sogar gefährlich werden
können.
- 7. Crimpen
Darunter ist das konzentrische Einziehen des
Hülsenmundes
zu verstehen. Der englische Begriff hat sich allgemein durchgesetzt
und wird deshalb im folgenden verwendet. Obwohl dieser Schritt fallweise
nicht zwingend erforderlich ist, wenn durch die mechanischen Eigenschaften
von Hülse und
Geschoss ein genügend
fester Sitz des Geschosses gewährleistet
ist, ist ein gleichmäßiger Crimp
im allgemeinen von erheblicher Bedeutung für die Qualität der wiedergeladenen
Munition.
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Je
nach Art der Patrone und der Ausführung des Matrizensatzes können mehrere
der angegebenen Schritte in einem Arbeitsgang und mit einer Matrize
durchgeführt
werden, was wegen der Zeitersparnis vorteilhaft ist. Bei zylindrischen
oder konischen Patronen (vornehmlich für Faustfeuerwaffen) werden üblicherweise
die Schritte 1. bis 2., 3. bis 4. (oder 3. bis 5.) und 6. bis 7.
kombiniert. Der Matrizensatz besteht dann aus drei Einzelmatrizen.
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Bei
flaschenförmigen
Patronen (vornehmlich für
Langwaffen) werden üblicherweise
1. bis 4 und 5. bis 7. kombiniert. Die Pulverladung wird dabei außerhalb
der Presse eingebracht. Der Matrizensatz besteht dann aus zwei Einzelmatrizen.
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Detaillierte
Beschreibungen zu den angegebenen Schritten finden sich in 'Hans – Dieter
Götz, Wiederladeschule'.
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Die
vorliegende Erfindung konzentriert sich auf die Kombination der
Schritte 6. und 7., die, wie angemerkt, sowohl bei zylindrischen
als auch konischen oder flaschenförmigen Patronen grundsätzlich möglich ist.
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Der
letzte der Arbeitsschritte, das Crimpen, kann je nach Patrone und
Geschosstyp deutlich verschieden ausgeprägt sein. Generell hat der Crimp
die Aufgabe, den Hülsenmund
mindestens an das Geschoss anzulegen, meistens konzentrisch in eine
am Geschoss vorhandene Crimprille zu einzuziehen oder (falls das
Geschoss keine Crimprille aufweist ) sogar in das Geschossmaterial
selbst. Damit wird der bereits beim Setzen aufgebaute Kraftschluss
zwischen Geschoss und Hülse
verbessert, was einen gleichmäßigen Aufbau
des Gasdrucks im Schuss fördert
und gleichzeitig bei mehrschüssigen
Waffen verhindert, dass beim Repetiervorgang das Geschoss in die
Hülse gedrückt wird,
oder dass im Schuss durch den Rückschlag
an den noch in der Trommel oder dem Magazin der Waffe verbliebenen
Patronen sich die Position der Geschosses in den Hülsen verändert.
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Grundsätzlich ist
ein möglichst
starker Crimp wünschenswert.
Allerdings darf das Geschoss möglichst
nicht deformiert werden, da dies zu Präzisionseinbußen führen würde. Bei
randlosen zylindrischen und manchen konischen Patronen wird die
Position der Patrone im Lager der Waffe durch das Anliegen des Hülsenmundes
bestimmt. Daher darf dieser hier keinesfalls so weit eingezogen
werden, dass er in den Laufansatz der Waffe ragen kann. Die Folge wären Funktionsstörungen (der
Schlagbolzen kann das Zündhütchen nicht
mehr erreichen) oder gefährlicher
Gasdruckanstieg durch den verengten Querschnitt.
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Es
ist daher sehr wichtig, dass der Crimp für die jeweilige Patrone optimiert
und über
die verladene Charge von Patronen möglichst gleichmäßig ausgeführt wird.
Jede Deformation des Geschosses und jede Beschädigung dessen Oberfläche muss
nach Möglichkeit
vermieden werden.
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Eine
kombinierte Setz- Crimpmatrize nach dem Stand der Technik ist schematisch
als Längsschnitt
in 1 dargestellt:
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1a:
die Position von Pressenstempel und Matrize vor Beginn des Setz-
Crimpvorgangs, und
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1b:
die Position von Pressenstempel und Matrize nach dem Setzvorgang,
unmittelbar vor dem Crimpvorgang.
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Weitere
Darstellungen und Beschreibungen dazu findet man in 'Hans – Dieter
Götz, Wiederladeschule', S. 139, 140, 163,
178.
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Die
Matrize besteht aus einem Matrizenkörper, dessen Innendurchmesser
an passender Höhe eine
Einschnürung 9 aufweist,
die im folgenden als 'Crimpschulter' bezeichnet wird.
Deren lichter Durchmesser ist so gehalten, dass das Geschoß hier ohne mechanische
Beanspruchung passieren kann, nicht jedoch die Hülse. Abhängig vom Patronentyp und Hersteller
der Matrize ist diese Crimpschulter meistens konisch oder stufenförmig ausgebildet,
es kommen jedoch auch andere Profile vor. 1 zeigt
eine solche Matrize als Beispiel für eine zylindrische Patrone.
Ausführungen
für konische
und flaschenförmige
Patronen funktionieren sinngemäß (s. 'Hans – Dieter
Götz, Wiederladeschule', S. 163).
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Der
Matrizenkörper
enthält
einen justierbaren Setzstempel 10, 11, der einteilig
oder auch mehrteilig ausgeführt
sein kann und dessen Form so gewählt
ist, dass auf das Geschoss verformungsfrei und zentrisch Kraft in
axialer Abwärtsrichtung
ausgeübt werden
kann. Üblicherweise
weist dazu die der Patrone zugewandten Seite des Setzstempels eine
Negativform des Geschosskopfes oder einen Innenkonus auf.
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Wird
bei korrekt justierter Matrize der Pressenstempel 1 mit
bepulverter Hülse 3 im
Hülsenhalter 2 und
mit lose auf den Hülsenmund 15 gesetztem Geschoss
in Position 4, wie in 1a gezeigt,
in die Matrize eingefahren, so trifft das Geschoss zunächst auf
den zwar justierbaren, aber während
des Pressens fixierten Setzstempel 10, 11 und
wird bei weiterem Einfahren in die Hülse 3 gepresst. Kurz
vor dem oberen Anschlag des Pressenstempels, also gegen Ende des
Setzvorgangs, wenn sich das Geschoss annähernd in Position der gewünschten
Setztiefe 5 befindet, trifft der Hülsenmund auf die Crimpschulter 9.
Diese Position ist in 1b dargestellt. Bei weiterem
Hub erfolgt der Crimp, d.h. der Hülsenmund wird je nach weiterer
Hubstrecke mehr oder weniger stark konzentrisch eingezogen. Die
Stärke
des Crimps wird von der Distanz zwischen dem oberen Anschlag des
Pressenstempels (und damit der höchsten
Position der Patrone) und der Crimpschulter 9 bestimmt und
kann üblicherweise
durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben der Matrize in den Rahmen
der Presse justiert werden.
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Die
Problematik dieses Verfahrens liegt darin, dass wegen der beim Crimpvorgang
fixierten Position des Setzstempels das Geschoss während des Crimpvorgangs über eine
gewisse Distanz weiter in die Hülse
gepresst wird. Da in der letzten Phase der Hülsenmund bereits am Geschoss
anliegt, kann Material von der Geschossoberfläche abgeschert werden. Herkömmliche
Mantelgeschosse mit Crimprille sind hier relativ unempfindlich,
da die Crimprille den eingezogenen Rand des Hülsenmundes aufnimmt und die
Geschossoberfläche
nicht unzulässig
belastet wird. Bei Bleigeschossen ohne Crimprille wird bei starkem
Crimp ('Rollcrimp') der Hülsenmund
im Extremfall in das Geschossmaterial gedrückt. Man weiß aber aus
Erfahrung, dass sich hier eine solche Deformierung nicht nachteilig
auswirkt, solange sie nicht zu stark ausfällt.
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Bei
einigen moderneren Geschosskonstruktionen können sich allerdings deutliche
Probleme einstellen. Es kommen zunehmend Geschosse ohne Crimprille
auf den Markt, deren Oberfläche
beschichtet ist, um eine geringere Laufabnutzung an der Waffe bei
höherer
Präzision
zu erreichen. Hier kann durch den herkömmlichen Crimp die Beschichtung des
Geschosses abgeschert werden, was deren gewünschten Effekt mindert oder
zerstört.
Bleigeschosse neigen dazu, Bleiablagerungen im Lauf zu bilden, was
dann die Präzision
mindert. Deshalb werden sie zunehmend galvanisch verkupfert und
auch zusätzlich
beschichtet angeboten, was die unerwünschten Bleiablagerungen verhindert
und die Laufabnutzung senkt. Beim herkömmlichen Crimp droht hier zusätzlich zum
Abscheren der Beschichtung ein Einreißen der dünnen Kupferschicht. Teile davon
können
sich dann im Schuss ablösen,
was grobe Präzisionseinbußen zur
Folge hat.
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Außerdem ist
es bei den kombinierten Setz- Crimpmatrizen nach dem Stand der Technik
nicht möglich,
die Crimpstärke
und die Setztiefe unabhängig
voneinander zu justieren. Dreht man z. B., wie vorher erwähnt, die
Matrize tiefer in den Rahmen der Presse, um einen stärkeren Crimp
zu erhalten, so muss dies durch entsprechendes Herausdrehen des Setzstempels
ausgeglichen werden, um eine unveränderte Setztiefe zu erreichen.
Dies ist umständlich und
sorgt evtl. für
Ausschuss, weil die Wandstärke und
die Länge
der Hülsen
von Exemplar zu Exemplar leicht unterschiedlich ausfallen können und
die optimale Einstellung für
den Crimp beim Laden einer Charge von Patronen in der Praxis empirisch
in mehreren Versuchen und durch mehrfaches Nachjustieren ermittelt
werden muss.
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Bisher
waren die geschilderten Probleme nur durch die Verwendung separater
Setz- und Crimpmatrizen sicher auszuschließen, was aber gegenüber einer
kombinierten Setz- Crimpmatrize
einen zusätzlichen
Arbeitsgang bedeutet.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Verwendung einer
im folgenden beschriebenen Setz- Crimpmatrize diese Probleme zu
vermeiden, indem erfindungsgemäß verhindert
wird, dass das Geschoss während
des Crimpvorgangs weiter in die Hülse gepresst wird.
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Eine
vorteilhafte Ausführung
ist als Längsschnitt
in 2 dargestellt. Auch hier ist eine
solche Matrize als Beispiel für
eine zylindrische Patrone dargestellt, Ausführungen für konische und flaschenförmige Patronen
funktionieren sinngemäß.
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Dargestellt
ist
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2a:
die Position von Pressenstempel und Matrize vor Beginn des Setz-
Crimpvorgangs, und
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2b:
die Position von Pressenstempel und Matrize nach dem Setzvorgang,
unmittelbar vor dem Crimpvorgang.
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Der
Setzstempel 10, 11 ist nicht unmittelbar in den
Matrizenkörper 8 eingeschraubt,
sondern justierbar in einen Druckkörper 12, der mit einer
hinreichend starken Druckfeder 13 auf den Matrizenkörper 8 gepresst
wird. Die Vorspannung der Druckfeder 13 kann mit der Federhülse 14 eingestellt
werden.
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Wird
der Pressenstempel 1 mit in den Hülsenhalter 2 eingeschobener
(bepulverter) Hülse 3 und
lose auf den Hülsenmund 15 aufgesetztem
Geschoss in Position 4, dargestellt in 2a,
in die Matrize eingefahren, so trifft zunächst das Geschoss 4 auf
den Setzstempel 10, 11. Die Vorspannung der Druckfeder 13 ist
hoch genug gewählt,
dass bei weiterem Einfahren das Geschoss 4 in die Hülse 3 gepresst
wird, jedoch die Feder nicht komprimiert wird und der Druckkörper 12 mit
Setzstempel 10, 11 in der gezeichneten Position
verbleibt.
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Der
Setzvorgang ist abgeschlossen, wenn die Oberseite des Hülsenhalters 2 die
Unterseite des Druckrings 6 berührt. Diese Position ist in 2b dargestellt.
Das Geschoss befindet sich dann bezüglich der Hülse 3 in Position 5,
an der gewünschten Setztiefe.
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Bei
weiterem Einfahren des Pressenstempels 1 werden über den
nun am Hülsenhalter 2 anliegenden
Druckring 6 und die Druckstangen 7 der Druckkörper 12 und
damit der Setzstempel 10, 11 gegen die Kraft der
Druckfeder 14 synchron zur Bewegung der Hülse 3 mit
Geschoss 5 gegen den Matrizenkörper 8 angehoben,
wobei das Geschoss 5 nicht mehr weiter in die Hülse 3 gepresst
wird. Die Matrize enthält
vorteilhaft mehrere Druckstangen, die in Aussparungen oder Bohrungen
im Matrizenkörpers
geführt
sind.
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Schließlich erreicht
der Hülsenmund 15 die Crimpschulter 9 und
der Crimpvorgang findet statt.
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Da
hierbei keine axiale Bewegung zwischen Hülse 3 und Geschoss 5 mehr
stattfindet, wird kein Beschichtungs- oder Geschossmaterial abgeschert.
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In 2b ist
erkennbar, dass die Setztiefe nur von der Distanz zwischen Setzstempel 10, 11 und der
Unterseite des Druckrings 6 in Ruheposition abhängt, die
Crimpstärke
jedoch nur von der Distanz zwischen der pressenseitig vorgegebenen
obersten Position des Hülsenhalters 2 und
der passend justierten Position der Crimpschulter, d.h. von der
Position des Matrizenkörpers
im Rahmen der Presse. Somit lassen sich Setztiefe und Crimpstärke unabhängig voneinander
einstellen.
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Dies
erleichtert die Einstellung der optimalen Crimpstärke erheblich.
Die Matrize kann zunächst
so justiert werden, dass kein Crimp stattfindet, aber das Geschoss
mit der korrekten Setztiefe gesetzt wird. Danach wird die Patrone
mehrfach nach Bedarf in die Presse ein- und ausgefahren, wobei die
Matrize schrittweise tiefer in den Rahmen der Presse geschraubt
wird, bis die gewünschte
Crimpstärke
erreicht ist. Dabei ändert
sich die Setztiefe nicht. Während
des Ladens einer Charge von Patronen kann somit bei Bedarf die Crimpstärke nachjustiert
werden, ohne dass sich die Setztiefe ändert.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführung
ist schematisch in 3 dargestellt. Sie ist dadurch
gekennzeichnet, dass der Druckkörper 12 mit
Setzstempel 10, 11 zunächst mit dem Matrizenkörper 8 durch
passende Riegelelemente 18 in der tiefsten Position vertikal
verriegelt ist. Ist beim Setzen des Geschosses die gewünschte Setztiefe
erreicht, so erkennt dies ein Sensor 16 und löst über einen
Auslöser 17 die
Verriegelung 18. Ist das Gewicht von Druckkörper 12 mit
Setzstempel 10, 11 geringer als die zum Einpressen
des Geschosses 5 erforderliche Kraft, so können diese
in axialer Richtung der Bewegung der Patrone beim anschließenden Crimpvorgang
folgen, wodurch ebenfalls ein weiteres Einpressen während des
Crimpvorgangs unterbleibt und ein Abscheren von Beschichtung oder
Geschossmaterial vermieden wird.
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Auch
diese Ausführung
gestattet ein voneinander unabhängiges
Einstellen von Setztiefe und Crimpstärke mit den bereits bei der
ersten Ausführung
beschriebenen Vorteilen.