DE102013100930B3 - Manufacturing cartridge case, comprises e.g. providing first- and second workpiece parts, two-dimensionally joining two workpiece parts, and forming workpiece produced from two joined workpiece parts to produce cylindrical sleeve - Google Patents

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Abstract

Manufacturing cartridge case, comprises e.g. (a1) providing a first workpiece part (37) made of a metal, comprising a first material which is formed by an aluminum alloy that is free of a copper component, and exhibits a first joining surface (39), (b1) providing a second workpiece part (38) made of a metal, comprising a second material having a second joining surface (40), (c1) two-dimensionally joining two workpiece parts with their joining surfaces, and (d1) forming a workpiece produced from the two joined workpiece parts, to obtain the cartridge case, and to produce a cylindrical sleeve. Manufacturing cartridge case, comprises (a1) providing a first workpiece part (37) made of a metal, comprising a first material which is formed by an aluminum alloy that is free of a copper component, and exhibits a first joining surface (39), (b1) providing a second workpiece part (38) made of a metal, comprising a second material having a second joining surface (40), (c1) two-dimensionally joining the two workpiece parts with their joining surfaces, and (d1) forming a workpiece produced from the two joined workpiece parts, to obtain the cartridge case, and to produce a cylindrical sleeve having a shell section made of the first material and a bottom section made of the second material, whose open end section is reduced in diameter by forming without prior heat supply; or (a2) providing a casting mold having two mold sections separated by a movable separating wall, (b2) filling a liquefied first material which is formed by an aluminum alloy that is free of a copper component, and comprises a metal, in one of the mold sections, (c2) filling a liquefied second material comprising a metal, into other mold section, (d2) removing the separating wall for solidifying the two materials and two-dimensional joining of the two materials such that a workpiece made of two interconnected workpiece parts is formed, (e2) removing the workpiece from the casting mold, and (f2) forming the workpiece to obtain the cartridge case, and to produce a cylindrical sleeve having a shell section made of the first material and a bottom section made of the second material, whose open end section is reduced in diameter by forming without prior heat supply. The second material exhibits a hardness which is greater than the hardness of the first material. A metal oxide layer (41) which is respectively present on the joining surfaces is removed or the metal oxide layers which are respectively present on the joining surfaces are connected to an intermediate layer, before or during the joining of the two workpiece parts. The second liquefied material exhibits a hardness which is greater than the hardness of the first liquefied material, when the two materials are completely solidified and cooled.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Patronenhülse.The present invention relates to a method for producing a cartridge case.

In der Regel werden Patronenhülsen aus einem Werkstoff mit ausreichender Festigkeit hergestellt, damit die Patronenhülse beim Zünden der Ladung nicht einreißt und im Patronenlager verklemmt. Häufig werden Patronenhülsen aus Messing hergestellt. Messing hat den Nachteil, dass die Patronen dadurch sehr schwer werden. Insbesondere bei der Beladung von Fahrzeugen oder Flugzeugen ist dieses Gewicht nachteilig.In general, cartridge cases are made of a material with sufficient strength so that the cartridge case does not tear when igniting the charge and jammed in the chamber. Often cartridge cases are made of brass. Brass has the disadvantage that the cartridges are very heavy. Especially with the loading of vehicles or aircraft, this weight is disadvantageous.

Seit langem wurden Versuche unternommen, Patronenhülsen aus einem leichteren Material herzustellen, beispielsweise aus Aluminium. Allerdings hat sich schon früh gezeigt, dass Aluminium-Patronenhülsen den Belastungen beim Schuss nicht ohne weiteres Stand halten. Deshalb wird beispielsweise in CH 503 966 A vorgeschlagen, eine spezielle Legierung aus Aluminium, Kupfer, Magnesium und Silizium zu verwenden. Allerdings ist es dabei nachteilig, dass eine Wärmebehandlung erfolgen muss, bevor die Hülse an ihrem offenen Ende durch Einziehen im Durchmesser reduziert werden kann. Die Produktion beansprucht deswegen viel Zeit und ist relativ teuer.Attempts have been made for a long time to produce cartridge casings of a lighter material, for example of aluminum. However, it has been shown at an early stage that aluminum cartridge cases do not easily withstand the stresses during firing. Therefore, for example, in CH 503 966 A proposed to use a special alloy of aluminum, copper, magnesium and silicon. However, it is disadvantageous that a heat treatment must be carried out before the sleeve can be reduced at its open end by pulling in the diameter. That's why production takes a lot of time and is relatively expensive.

Neben Versuchen die Legierungsbestandteile einer Aluminiumlegierung zu verändern, um eine leichte und dennoch ausreichend stabile Patronenhülse zu erhalten, sind auch andere Entwicklungsansätze verfolgt werden. Zum Beispiel schlägt DE 1 007 215 A vor, eine aus Aluminium gezogene Hülse in eine weitere, darüber geschobene Hülse aus Kunststoff einzusetzen. Dadurch soll ein Reißen des Aluminiums beim Schuss durch den elastischen Kunststoff verhindert werden.Apart from attempts to change the alloy constituents of an aluminum alloy in order to obtain a light yet sufficiently stable cartridge case, other development approaches are also to be pursued. For example, beats DE 1 007 215 A to use a pulled out of aluminum sleeve in another, pushed over plastic sleeve. This is intended to prevent tearing of the aluminum during the shot through the elastic plastic.

Eine Patronenhülse aus Aluminium ist auch aus DE 75 823 bekannt. Dort wird das Bodenstück der Patronenhülse mit einem Mantel oder einem Einsatz aus einem festeren Material wie Stahl oder Messing versehen.A cartridge case made of aluminum is also made DE 75 823 known. There, the bottom of the cartridge case is provided with a jacket or insert of a stronger material such as steel or brass.

Zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität einer Patronenhülse mit einem Mantel aus Aluminium schlägt DE 21 36 77 A vor, das Bodenstück aus einem separaten Teil herzustellen und formschlüssig mit dem Mantel aus Aluminium zu verbinden. Die beiden Teile werden formschlüssig miteinander verbunden. DE 24 39 99 A beschreibt ein Patronenhülse, bei der ein napfförmiger Boden aus Nickel hergestellt wird, in den anschließend eine den Mantel der Patronenhülse bildende Aluminiumhülse eingesetzt wird. Durch Druck und Hitze werden die beiden Teile miteinander verbunden. Bei diesen Verfahren müssen die beiden Teile separat hergestellt und dann miteinander verbunden werden.To achieve sufficient stability of a cartridge case with an aluminum jacket suggests DE 21 36 77 A to make the bottom piece from a separate part and to connect form-fitting with the jacket made of aluminum. The two parts are positively connected with each other. DE 24 39 99 A describes a cartridge case in which a cup-shaped bottom is made of nickel, in which subsequently a jacket of the cartridge case forming aluminum sleeve is used. By pressure and heat, the two parts are connected. In these methods, the two parts must be made separately and then joined together.

Aus DE 23 69 70 A ist eine Patronenhülse bekannt, bei der als Ausgangsmaterial für die Herstellung ein plattiertes Blech verwendet wird. Dabei wird auf ein dünnes Stahlblech ein Belag aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgebracht. Beim anschließenden Umformen wird darauf geachtet, dass der Aluminiumbelag außen liegt, um die Patronenhülse vor Korrosion zu schützen. Die Patronenhülse weist zum Schutz des Stahls somit einen vollständige Ummantelung aus nichtrostendem Aluminium auf.Out DE 23 69 70 A is known a cartridge case, in which a plated sheet is used as the starting material for the production. In this case, a coating of aluminum or an aluminum alloy is applied to a thin steel sheet. During subsequent reshaping, care is taken to ensure that the aluminum coating is on the outside to protect the cartridge case from corrosion. The cartridge case thus has a full stainless steel sheath to protect the steel.

Aus DE 700 255 A ist es bekannt, zur Herstellung einer Patronenhülse zwei unterschiedliche Aluminiumlegierungen zu verwenden.Out DE 700 255 A It is known to use two different aluminum alloys for producing a cartridge case.

DE 29 09 267 C3 beschreibt allgemein eine Reibschweißmaschine, die einen geringen Platzbedarf aufweisen soll. DE 29 09 267 C3 generally describes a friction welding machine, which should have a small footprint.

Eine Umformmaschine mit einer Schweißeinheit ist in DE 103 02 458 B4 bekannt. Der Schweißvorgang wird zur Vermeidung von Heißrissen an einem angewärmten Werkstück durchgeführt.A forming machine with a welding unit is in DE 103 02 458 B4 known. The welding process is performed to avoid hot cracks on a warmed workpiece.

DD 109 538 B1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen, insbesondere Verbundgussblöcken. Dazu werden unterschiedliche verflüssigte Werkstoffe in eine gemeinsame Kokille eingefüllt und durch einen Trennkörper voneinander getrennt. Beim Aushärten wird durch den Trennkörper eine Durchmischung der flüssigen Werkstoffe – abgesehen von einer schmalen Übergangszone – verhindert. DD 109 538 B1 relates to a method for producing composite materials, in particular composite cast blocks. For this purpose, different liquefied materials are poured into a common mold and separated by a separating body. During curing, mixing of the liquid materials - apart from a narrow transition zone - is prevented by the separating body.

Das Herstellen einer Patronenhülse aus zwei unterschiedlichen, Metall enthaltenden Werkstoffen ist zwar bekannt, jedoch aufwendig. Es hat sich gezeigt, dass beispielsweise das Aufeinanderlegen von zwei Ronden aus unterschiedlichen Werkstoffen und das Anschließende Umformen in einer Presse keine ausreichende Verbindung zwischen den beiden Werkstoffen gewährleistet. Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei der zunächst zwei Patronenhülsenteile hergestellt und anschließend miteinander verbunden werden, sind zeitaufwändig und teuer und daher für die Massenherstellung ungeeignet.The production of a cartridge case of two different, metal-containing materials is known, but consuming. It has been shown that, for example, the superimposition of two blanks made of different materials and the subsequent forming in a press does not ensure a sufficient connection between the two materials. The known from the prior art method in which initially two cartridge sleeve parts are prepared and then joined together, are time consuming and expensive and therefore unsuitable for mass production.

Ausgehend vom bekannten Stand der Technik kann es daher als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von leichten Patronenhülsen zu schaffen, die eine ausreichende Festigkeit aufweisen.Starting from the known prior art, it can therefore be regarded as an object of the invention to provide a cost-effective method for the production of lightweight cartridge cases, which have a sufficient strength.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 7 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and a method having the features of claim 7.

Zur Herstellung der Patronenhülse wird bei einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren ein erstes Werkstückteil aus einem Metall enthaltenden ersten Werkstoff sowie ein zweites Werkstückteil aus einem Metall enthaltenden zweiten Werkstoff bereitgestellt. Die beiden Werkstoffe können bei einem Ausführungsbeispiel jeweils eine Aluminiumlegierung sein. Die Härte oder Festigkeit des zweiten Werkstoffs ist größer als die des ersten Werkstoffs, was durch unterschiedliche Bearbeitungsverfahren oder Legierungsbestandteile bewirkt werden kann. Jedes der Werkstückteile weist eine Fügefläche auf, wobei die beiden Werkstückteile an ihren Fügeflächen flächig miteinander verbunden werden. Nach dem flächigen Verbinden der beiden Werkstückteile entsteht ein Werkstück, das anschließend in einer Presse zur Patronenhülse umgeformt wird. Vorzugsweise erfolgt das Umformen des Werkstücks durch Fließpressen. Dabei entsteht eine Patronenhülse, deren geschlossener Bodenabschnitt aus dem zweiten Werkstoff des zweiten Werkstückteils und deren Mantelabschnitt im Wesentlichen aus dem ersten Werkstoff des ersten Werkstückteils besteht. Zwischen dem Bodenabschnitt und dem Mantelabschnitt kann ein Überlappungsbereich existieren, indem beide Werkstoffe vorhanden sind. For producing the cartridge case, in a first method according to the invention a first workpiece part made of a first material containing metal and a second workpiece part made of a second material containing metal are provided. The two materials may each be an aluminum alloy in one embodiment. The hardness or strength of the second material is greater than that of the first material, which can be effected by different processing methods or alloying components. Each of the workpiece parts has a joining surface, wherein the two workpiece parts are connected flat at their joining surfaces. After two-dimensional joining of the two workpiece parts, a workpiece is produced, which is subsequently shaped in a press to form the cartridge case. Preferably, the forming of the workpiece is carried out by extrusion. This results in a cartridge case, the closed bottom portion of the second material of the second workpiece part and the shell portion consists essentially of the first material of the first workpiece part. An overlap area may exist between the bottom portion and the skirt portion by having both materials present.

Wichtig bei dem Verbinden der beiden Werkstückteile ist das Eliminieren der Metalloxidschicht, die auf den Fügeflächen vorhanden ist. Werden für die beiden Werkstoffe jeweils Aluminiumlegierungen verwendet, handelt es sich bei der Metalloxidschicht um eine Aluminiumoxidschicht. Eine solche Oxidschicht verhindert eine ausreichend feste Verbindung, was beim anschließenden Umformen dazu führt, dass die Patronenhülse im Übergangsbereich zwischen den beiden Werkstoffen Schwachstellen aufweist, an denen die Patronenhülse bei der Zündung der Ladung reißen bzw. brechen kann.Important in the joining of the two workpiece parts is the elimination of the metal oxide layer, which is present on the joining surfaces. If aluminum alloys are used for the two materials, the metal oxide layer is an aluminum oxide layer. Such an oxide layer prevents a sufficiently strong connection, which in the subsequent forming leads to the fact that the cartridge case in the transition region between the two materials has weak points at which the cartridge case can break or break when the charge ignites.

Um dieses Problem zu vermeiden, ist bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, die Metalloxidschichten auf den Fügeflächen vor oder während der Verbindung der beiden Werkstückteile miteinander zu entfernen. Dadurch wird eine flächige sichere Verbindung zwischen den beiden Werkstoffen bzw. zwischen den beiden Werkstückteilen erreicht, so dass auch beim Umformen des Werkstücks keine Schwachstellen entstehen. Die so hergestellte Patronenhülse weist im Bodenabschnitt eine ausreichend hohe Festigkeit auf, die den Belastungen beim Zünden der Ladung standhält. Außerdem ist das Gewicht der Patronenhülse reduziert. Durch das Verbinden der beiden Werkstoffe bzw. Werkstückteile zu einem Werkstück vor dem Umformen kann die Umformpresse mit hohen Hubzahlen arbeiten und es wird ein effizientes und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung der Patronenhülse erreicht.In order to avoid this problem, it is provided in a method according to the invention to remove the metal oxide layers on the joining surfaces before or during the connection of the two workpiece parts with one another. As a result, a surface secure connection between the two materials or between the two workpiece parts is achieved, so that no weaknesses arise during forming of the workpiece. The cartridge case thus produced has in the bottom portion of a sufficiently high strength, which withstands the charges when igniting the charge. In addition, the weight of the cartridge case is reduced. By connecting the two materials or workpiece parts to a workpiece before forming the forming press can work with high stroke rates and it is an efficient and inexpensive method for producing the cartridge case achieved.

Zur Entfernung der Metalloxidschicht beim ersten erfindungsgemäßen Verfahren gibt es abhängig von dem verwendeten Verbindungsverfahren verschiedene Möglichkeiten:
Beispielsweise kann die Metalloxidschicht durch Beizen, durch Wärmezufuhr oder Laserbehandlung entfernt und die beiden Werkstückteile anschließend durch Plattieren, insbesondere Walzplattieren miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für Gesamtdicken des Werkstücks von bis zu etwa 3 mm. In soweit können aus einem solchen Werkstück Patronenhülsen mit kleinem Kaliber hergestellt werden.
For removing the metal oxide layer in the first process according to the invention, there are various possibilities, depending on the bonding method used:
For example, the metal oxide layer can be removed by pickling, by heat or laser treatment and the two workpiece parts are then connected to one another by plating, in particular roll-plating. This method is particularly suitable for total thickness of the workpiece of up to about 3 mm. As far as can be made of such a workpiece cartridge cases with a small caliber.

Alternativ hierzu kann die Metalloxidschicht durch Verwendung eines Lots oder Verbindungswerkstoffs als Zwischenlage beim Plattieren oder Walzplattieren sozusagen unschädlich gemacht werden. Als Zwischenlage wird dabei für das Plattieren oder Walzplattieren ein Werkstoff verwendet, der eine höhere Sauerstoffaffinität aufweist, als das Metall des ersten und zweiten Werkstoffs. Dadurch kann trotz vorhandener Metalloxidschicht eine stabile und feste flächige Verbindung zwischen den beiden Werkstückteilen erreicht werden. Beispielsweise eignet sich als Werkstoff für die Zwischenlage ein kupferbasierter Werkstoff, wenn der erste und/oder der zweite Werkstoff Aluminium enthält.Alternatively, the metal oxide layer can be rendered harmless, as it were, by using a solder or bonding material as an intermediate in plating or roll cladding. As an intermediate layer, a material is used for plating or roll cladding which has a higher oxygen affinity than the metal of the first and second material. As a result, in spite of the existing metal oxide layer, a stable and solid surface connection between the two workpiece parts can be achieved. For example, a copper-based material is suitable as a material for the intermediate layer when the first and / or the second material contains aluminum.

Es ist auch möglich, die beiden Werkstückteile durch Impulsmagnetschweißen miteinander zu verbinden. Insbesondere wird dabei an einem Werkstück die Fügefläche so ausgebildet, dass sie nicht parallel zur Fügefläche des anderen Werkstückteils verläuft. Die eine Fügefläche steigt vielmehr ausgehend von allen Seitenkanten zu einer vorspringenden Stelle in einem mittleren Bereich der Fügefläche an. Beispielsweise kann das betreffende Werkstückteil im Bereich der Fügefläche eine kegelförmige, eine pyramidenförmige, eine kegelstumpfförmige oder eine pyramidenstumpfförmige Gestalt aufweisen. Beim aneinanderlegen bilden sich daher ringsum die vorspringende Stelle ein keilförmiger Spalt. Durch das Magnetfeld beim Impulsmagnetschweißen werden die beiden Fügeflächen mit großer Geschwindigkeit ausgehend von dieser vorspringenden Stelle aneinander angelegt, wobei das auf den beiden Fügeflächen vorhandene Metalloxid in alle Richtungen aus dem Spalt ausgetragen wird und sozusagen seitlich ausspritzen. Es entsteht eine feste Schweißverbindung.It is also possible to connect the two workpiece parts by pulsed magnetic welding. In particular, the joining surface is formed on a workpiece such that it does not run parallel to the joining surface of the other workpiece part. Rather, the one joining surface, starting from all side edges, rises to a projecting point in a central region of the joining surface. For example, the relevant workpiece part in the region of the joining surface have a conical, a pyramidal, a frusto-conical or a truncated pyramidal shape. When juxtaposed, therefore, form around the protruding point a wedge-shaped gap. Due to the magnetic field in pulsed magnetic welding, the two joining surfaces are applied at high speed starting from this projecting point to each other, wherein the metal oxide present on the two joining surfaces is discharged in all directions from the gap and eject so to speak laterally. It creates a solid weld.

Es ist weiterhin möglich, die beiden Werkstückteile durch Reibschweißen miteinander zu verbinden. Die beiden Fügeflächen sind dabei vorzugsweise als plane Flächen ausgestaltet. Durch die Relativdrehung der beiden Fügeflächen gegeneinander während des Reibschweißens wird die Metalloxidschicht entfernt und das Metalloxid radial nach außen ausgetragen, so dass auch hier eine feste Verbindung zwischen den beiden Werkstückteilen entsteht.It is also possible to connect the two workpiece parts by friction welding. The two joining surfaces are preferably configured as flat surfaces. Due to the relative rotation of the two joining surfaces against each other during the friction welding, the metal oxide layer is removed and the metal oxide discharged radially outward, so that here too a solid Connection between the two workpiece parts is created.

Es ist weiterhin möglich, die beiden Werkstückteile durch Kondensatorentladungsschweißen miteinander zu verbinden. Insbesondere ist dabei an der Fügefläche eines Werkstückteils ein Vorsprung bzw. eine Erhebung vorhanden. An der Erhebung liegen die beiden Fügeflächen aneinander an. Neben der Erhebung ist zwischen den beiden Fügeflächen zunächst ein Spalt vorhanden. Durch das Entladen des Kondensators beim Kondensatorentladungsschweißen wird an der Erhebung eine besonders hohe Stromdichte erreicht. Das Material verflüssigt sich und es entsteht eine Art Plasmawolke, die sich im Spalt nach außen ausdehnt und die Metalloxidschichten auf den Fügeflächen abträgt.It is also possible to connect the two workpiece parts by capacitor discharge welding. In particular, a projection or an elevation is present at the joining surface of a workpiece part. At the survey, the two joining surfaces abut each other. In addition to the survey, there is initially a gap between the two joining surfaces. By discharging the capacitor in the capacitor discharge welding a particularly high current density is achieved at the survey. The material liquefies and creates a kind of plasma cloud, which expands outwards in the gap and removes the metal oxide layers on the joint surfaces.

Bei einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren wird das Werkstück, das aus dem ersten Werkstoff und dem zweiten Werkstoff besteht, durch Gießen in einer Gussform hergestellt. Die Gussform weist zwei durch eine bewegliche Trennwand voneinander getrennte Formabschnitte auf. Der verflüssigte erste bzw. zweite Werkstoff wird in den jeweils zugeordneten Formabschnitt eingefüllt. Durch das schrittweise oder kontinuierlich langsame Herausziehen der Trennwand beim Erstarren der beiden Werkstoffe werden die beiden Werkstoffe flächig miteinander verbunden. Dieses Verfahren kann unter Ausschluss von Sauerstoff durchgeführt werden, so dass sich keine Metalloxidschicht im Verbindungsbereich der beiden Werkstoffe bilden kann und mithin eine feste Verbindung zwischen den beiden Werkstoffen bei der Herstellung des Werkstücks durch das Gießen entsteht.In a second method according to the invention, the workpiece, which consists of the first material and the second material, is produced by casting in a casting mold. The casting mold has two mold sections separated from each other by a movable partition wall. The liquefied first or second material is filled into the respective associated mold section. The gradual or continuous slow withdrawal of the partition during solidification of the two materials, the two materials are connected flat. This process can be carried out in the absence of oxygen, so that no metal oxide layer can form in the joining region of the two materials and thus a firm connection between the two materials is produced during the production of the workpiece by the casting.

Bei beiden erfindungsgemäßen Verfahren ist der erste Werkstoff durch eine Aluminiumlegierung gebildet sein, die kein Kupfer enthält. Dadurch lässt sich der Mantelabschnitt der Patronenhülse ohne Wärmebehandlung verformen, beispielsweise um den Endabschnitt im Bereich des offenen Endes der Patronenhülse einzuziehen. Als zweiter Werkstoff kann beispielsweise Aluminium, Messing oder Stahl verwendet werden oder eine Legierung, die wenigstens einen dieser Bestandteile aufweist.In both methods according to the invention, the first material is formed by an aluminum alloy containing no copper. As a result, the shell portion of the cartridge case can be deformed without heat treatment, for example, to collect the end portion in the region of the open end of the cartridge case. As a second material, for example, aluminum, brass or steel may be used or an alloy having at least one of these constituents.

Da eine Wärme- oder Glühbehandlung der Patronenhülse vermieden ist, wird eine Versprödung des ersten Werkstoffes am Bodenabschnitt – also auch am Rand des Patronenhülsenbodens – vermieden, weil das überetektische Silizium nicht an den Korngrenzen abgeschieden wird. Dadurch besteht nicht die Gefahr, dass die Patronenhülse beim Herausziehen aus dem Patronenlager nach Abgabe des Schusses bricht.Since a heat or annealing treatment of the cartridge case is avoided, embrittlement of the first material at the bottom portion - including at the edge of the cartridge case bottom - avoided because the überetektische silicon is not deposited at the grain boundaries. As a result, there is no risk that the cartridge case breaks when pulling out of the chamber after delivery of the shot.

Vorzugsweise ist die Dicke der Schicht aus dem ersten Werkstoff größer als die Dicke der Schicht aus dem zweiten Werkstoff des zur Umformung hergestellten Werkstücks. Beispielsweise kann die Dicke der Schicht des ersten Werkstoffes 12 bis 14 mm und die Dicke der Schicht des zweiten Werkstoffes 6 bis 8 mm betragen.Preferably, the thickness of the layer of the first material is greater than the thickness of the layer of the second material of the workpiece produced for forming. For example, the thickness of the layer of the first material 12 to 14 mm and the thickness of the layer of the second material 6 to 8 mm.

Beim Umformen des Werkstücks zur Herstellung der Patronenhülse wird zunächst eine zylindrische Hülse hergestellt, beispielsweise durch einen ein- oder mehrstufigen Fließpressvorgang. Anschließend wird der Durchmesser des Endabschnitts mit dem offenen Ende der zylindrischen Hülse verringert, die Hülse wird im Endabschnitt also eingezogen. Dieses Einziehen erfolgt insbesondere ohne vorherige Wärmezufuhr. Nach dem Einziehen wird die Patronenhülse durch einen Trennvorgang auf die gewünschte Länge zurechtgeschnitten. Vor oder nach dem Einziehen wird der Bodenabschnitt umgeformt. Dabei kann beispielsweise ein Zündloch und/oder eine Auswerferrille hergestellt werden.When forming the workpiece for producing the cartridge case, a cylindrical sleeve is first produced, for example by a one-stage or multi-stage extrusion process. Subsequently, the diameter of the end portion is reduced with the open end of the cylindrical sleeve, the sleeve is thus retracted in the end portion. This retraction takes place in particular without prior heat. After retraction, the cartridge case is cut to length by a separation process to the desired length. Before or after drawing in, the bottom section is reshaped. In this case, for example, a ignition hole and / or an ejector groove can be produced.

Bei allen dieser Verbindungsverfahren kann sehr kostengünstig eine stabile Verbindung zwischen den beiden Werkstückteilen vor dem Umformen erreicht werden. Das Umformen selbst kann mit hohen Hubzahlen erfolgen.In all of these connection methods, a stable connection between the two workpiece parts can be achieved very cost-effectively before forming. The forming itself can be done with high stroke rates.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description. The description is limited to essential features of the invention. The drawing is to be used as a supplement. Hereinafter, embodiments of the invention will be explained in detail with reference to the drawing. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels zweier Werkstückteile in einer Seitenansicht, 1 a schematic representation of an embodiment of two workpiece parts in a side view,

2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Werkstücks in einer Seitenansicht, 2 a schematic representation of an embodiment of a workpiece in a side view,

3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Werkstücks in Seitenansicht, 3 a schematic representation of another embodiment of a workpiece in side view,

4 eine schematische eines Ausführungsbeispiels zur Verbindung zweier Werkstückteile durch Walzplattieren, 4 a schematic of an embodiment for connecting two workpiece parts by roll cladding,

5 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform zur Verbindung der beiden Werkstückteile durch Walzplattieren, 5 a schematic representation of a modified embodiment for connecting the two workpiece parts by roll cladding,

6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels zur Verbindung der beiden Werkstückteile durch Kondensatorentladungsschweißen, 6 a schematic representation of an embodiment for connecting the two workpiece parts by capacitor discharge welding,

7 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels zur Verbindung der beiden Werkstückteile durch Impulsmagnetschweißen, 7 a schematic representation of an embodiment for connecting the two workpiece parts by pulse magnetic welding,

8 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels zur Verbindung der beiden Werkstückteile durch Reibschweißen, 8th a schematic representation of an embodiment for connecting the two workpiece parts by friction welding,

9 eine schematische Darstellung zur Herstellung des Werkstücks aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen durch Gießen und 9 a schematic representation of the production of the workpiece from two different materials by casting and

10a bis 10h jeweils eine schematische Darstellung eines Stadiums für das Umformen des Werkstücks zur Patronenhülse. 10a to 10h each a schematic representation of a stage for the forming of the workpiece to the cartridge case.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Patronenhülse 20, wie sie in 10h schematisch dargestellt ist. Die Patronenhülse 20 weist eine Bodenabschnitt 21 auf, an dem die Patronenhülse 20 geschlossen ist. An den Bodenabschnitt 21 schließt sich ein Mantelabschnitt 22 an. In diesem Mantelabschnitt 22 ist die Patronenhülse 20 zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch oder/oder konisch und weist einen Hohlraum 23 zur Aufnahme einer Treibladung auf. An dem dem Bodenabschnitt 21 entgegengesetzten offenen Ende 24 ist die Patronenhülse 20 zum Hohlraum 23 hin offen.The invention relates to a method for producing a cartridge case 20 as they are in 10h is shown schematically. The cartridge case 20 has a bottom section 21 on, on which the cartridge case 20 closed is. At the bottom section 21 closes a shell section 22 at. In this coat section 22 is the cartridge case 20 at least partially hollow cylindrical or conical and has a cavity 23 for receiving a propellant charge on. At the bottom of the section 21 opposite open end 24 is the cartridge case 20 to the cavity 23 open.

Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens soll eine leichte und dennoch ausreichend stabile Patronenhülse 20 hergestellt werden. Um dies zu erreichen, besteht die Patronenhülse 20 aus zwei verschiedenen Werkstoffen. Beide Werkstoffe enthalten oder bestehen aus Metall. Ein erster Werkstoff W1 ist beim Ausführungsbeispiel von einer kupferfreien Aluminiumlegierung gebildet. Ein zweiter Werkstoff W2 weist eine größere Härte auf, als der erste Werkstoff W1 und ist beim Ausführungsbeispiel ebenfalls durch eine gegenüber der Aluminiumlegierung des ersten Werkstoffes W1 härtere Aluminiumlegierung gebildet. Alternativ könnte als zweiter Werkstoff W2 auch Messing oder Stahl oder eine Legierung aus einem dieser Bestandteile verwendet werden.By means of the method according to the invention, a lightweight yet sufficiently stable cartridge case is intended 20 getting produced. To achieve this, there is the cartridge case 20 made of two different materials. Both materials contain or consist of metal. A first material W1 is formed in the embodiment of a copper-free aluminum alloy. A second material W2 has a greater hardness than the first material W1 and is also formed in the exemplary embodiment by a comparison with the aluminum alloy of the first material W1 harder aluminum alloy. Alternatively, the second material W2 could also be brass or steel or an alloy of one of these components.

Aus diesen beiden Werkstoffen W1, W2 wird ein Werkstück 25 hergestellt. Das Werkstück 25 dient als Ausgangsmaterial für die Umformung. Aus dem Werkstück 25 wird durch Umformung die Patronenhülse 20 hergestellt, wie dies später anhand der 10a bis 10h noch erläutert wird.These two materials W1, W2 become a workpiece 25 produced. The workpiece 25 serves as starting material for the forming. From the workpiece 25 becomes by deformation the cartridge case 20 made, as later with reference to the 10a to 10h will be explained.

Das Werkstück 25 kann auf verschiedene Weisen hergestellt werden. In 9 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Herstellungsverfahren zur Herstellung des Werkstücks 25 veranschaulicht. Es wird ein Gussform 30 mit zwei durch eine bewegliche Trennwand 31 voneinander getrennten Formabschnitten 32, 33 bereitgestellt. Die Formabschnitte 32, 33 bilden einen Hohlraum in der Gussform 30, die der herzustellenden Gestalt des Werkstücks 25 entspricht. In 9 ist dies lediglich stark schematisiert veranschaulicht.The workpiece 25 can be made in different ways. In 9 is a first embodiment of a manufacturing method for producing the workpiece 25 illustrated. It becomes a mold 30 with two through a movable partition 31 separate mold sections 32 . 33 provided. The mold sections 32 . 33 form a cavity in the mold 30 , the shape of the workpiece to be produced 25 equivalent. In 9 this is illustrated only in a very schematic way.

In den einen Formabschnitt 32 wird verflüssigter erster Werkstoff W1 und in den jeweils anderen Formabschnitt 33 verflüssigter zweiter Werkstoff W2 eingefüllt. Während des Erstarrungsprozesses wird die Trennwand 31 nach und nach aus der Gussform 30 herausgezogen, so dass die noch fließfähigen Werkstoffe W1, W2 unmittelbar miteinander in Kontakt gelangen und eine Verbindung miteinander herstellen. Dieser Vorgang kann unter Ausschluss einer Sauerstoffatmosphäre stattfinden, so dass sich an der Fügefläche zwischen dem ersten Werkstoff W1 und dem zweiten Werkstoff W2 keine Metalloxidschicht und beim Ausführungsbeispiel keine Aluminiumoxidschicht bilden kann.In the one shape section 32 becomes liquefied first material W1 and in the other form section 33 liquefied second material W2 filled. During the solidification process, the dividing wall becomes 31 gradually from the mold 30 withdrawn, so that the still flowable materials W1, W2 come into direct contact with each other and establish a connection with each other. This process can take place in the absence of an oxygen atmosphere, so that no metal oxide layer and, in the exemplary embodiment, no aluminum oxide layer can form on the joining surface between the first material W1 and the second material W2.

Es ist dabei zusätzlich möglich, auf bewegliche Wände oder Wandabschnitte der Gussform 30 eine Druckkraft F aufzubringen, so dass die fließfähigen Werkstoffe W1, W2 das beim Herausziehen der Trennwand 31 zusätzlich zur Verfügung stehende Volumen innerhalb der Gussform 30 ohne Bildung von Hohlräumen im hergestellten Werkstück 25 an der Fügestelle auffüllen.It is also possible on movable walls or wall sections of the mold 30 apply a compressive force F, so that the flowable materials W1, W2 when pulling out the partition 31 additional available volumes within the mold 30 without formation of cavities in the workpiece produced 25 fill at the joint.

Es wird somit ein Werkstück 25 hergestellt, wie es in 2 schematisch in Seitenansicht veranschaulicht ist. Die beiden Werkstoffe W1, W2 liegen an einer Fügestelle unmittelbar aneinander an. Das Werkstück 25 hat somit einen schichtartigen Aufbau und besteht aus einem ersten Werkstückteil 37 aus dem ersten Werkstückstoff W1 und einem zweiten Werkstückteil 38 aus dem zweiten Werkstoff W2. Die beiden Werkstückteile 37, 38 können insbesondere eine kreisrunde Umfangsform aufweisen. Das Werkstück 25 hat vorzugsweise eine zylindrische Gestalt. Die Dicke D1 des ersten Werkstückteils 37 kann verschieden und insbesondere größer sein als die Dicke D2 des zweiten Werkstückteils 38. Die Dicke D2 des zweiten Werkstückteils 38 entspricht im Wesentlichen der Dicke des Bodenabschnitts 21 der herzustellenden Patronenhülse 20. Die Dicke D1 des ersten Werkstückteils 37 ist abhängig von der Länge des Mantelabschnitts 22 der Patronenhülse 20 vorgegeben.It thus becomes a workpiece 25 made as it is in 2 schematically illustrated in side view. The two materials W1, W2 abut each other directly at a joint. The workpiece 25 thus has a layered structure and consists of a first workpiece part 37 from the first workpiece material W1 and a second workpiece part 38 from the second material W2. The two workpiece parts 37 . 38 may in particular have a circular peripheral shape. The workpiece 25 preferably has a cylindrical shape. The thickness D1 of the first workpiece part 37 may be different and in particular greater than the thickness D2 of the second workpiece part 38 , The thickness D2 of the second workpiece part 38 corresponds essentially to the thickness of the bottom section 21 the cartridge case to be produced 20 , The thickness D1 of the first workpiece part 37 depends on the length of the jacket section 22 the cartridge case 20 specified.

Zur Herstellung des Werkstücks 25 gibt es neben dem anhand von 9 beschriebenen Gießen auch weitere Möglichkeiten. Dabei werden die beiden Werkstückteile 37, 38 insbesondere separat bereitgestellt und durch einen Fügeprozess flächig miteinander verbunden. Zur Verbindung weist das erste Werkstückteil 37 eine erste Fügefläche 39 und das zweite Werkstückteil 38 eine zweite Fügefläche 40 auf. Durch das Verbinden der beiden Werkstückteile 37, 38 an ihren Fügelflächen 39, 40 wird das Werkstück 25 hergestellt. Dabei kann die kreisrunde Umfangsform vor dem Fügeprozess bereits bei den beiden Werkstückteilen 37, 38 vorhanden sein oder hergestellt werden oder die kreisrunde Umfrangsform für das Werkstück 25 kann alternativ nach dem Verbinden von blech- oder bandförmigen Werkstückteilen 37, 38 durch einen Trennvorgang, beispielsweise Schneiden oder Stanzen, erhalten werden.For the production of the workpiece 25 there is next to the basis of 9 described pouring also other possibilities. Here are the two workpiece parts 37 . 38 in particular separately provided and connected by a joining process surface. For connection, the first workpiece part 37 a first joining surface 39 and the second workpiece part 38 a second joining surface 40 on. By connecting the two workpiece parts 37 . 38 on their wings 39 . 40 becomes the workpiece 25 produced. It can be the circular Peripheral shape before the joining process already at the two workpiece parts 37 . 38 be present or produced or the circular Umfrangsform for the workpiece 25 Alternatively, after the joining of sheet-metal or band-shaped workpiece parts 37 . 38 by a separation process, such as cutting or punching, are obtained.

Beim Verbindung der beiden Werkstücketeile 37, 38 besteht das Problem, dass sich an den Fügeflächen 39, 40 eine Metalloxidschicht 41 und beispielsgemäß eine Aluminiumoxidschicht bildet, die ein stabiles Verbinden der beiden Werkstückteile 37, 38 miteinander verhindert oder zumindest behindert. Dadurch kann es beim späteren Umformen des Werkstücks 25 zur Patronenhülse 20 zu Schwachstellen oder Verbindungsmängeln zwischen beiden Werkstoffen W1, W2 kommen. Dies führt wiederum dazu, dass die Patronenhülse 20 beim Zünden der Treibladung reißen oder brechen und im Patronenlager verklemmen kann.When connecting the two workpiece parts 37 . 38 there is a problem that affects the joining surfaces 39 . 40 a metal oxide layer 41 and, according to the example forms an aluminum oxide layer, the stable connection of the two workpiece parts 37 . 38 prevented or at least impeded each other. This may result in later forming of the workpiece 25 to the cartridge case 20 weak points or connection defects between both materials W1, W2 come. This in turn causes the cartridge case 20 when firing the propellant charge tear or break and jam in the chamber.

Beispielsgemäß ist daher vorgeschlagen, die Metalloxidschicht 41 vor oder beim Verbinden der beiden Werkstückteile 37, 38 zu entfernen oder unschädlich zu machen. Anhand der 4 bis 8 werden hierfür verschiedene Fügeverfahren erläutert, wobei Werkstücke 25 gemäß 2 oder 3 entstehen.By way of example, it is therefore proposed to use the metal oxide layer 41 before or when connecting the two workpiece parts 37 . 38 to remove or render harmless. Based on 4 to 8th For this purpose, different joining methods are explained, with workpieces 25 according to 2 or 3 arise.

Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der 4 und 5 werden zwei bandförmige oder blechförmige Werkstückteile 37, 38 durch Plattieren und beispielsgemäß durch Walzplattieren miteinander verbunden. Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 4 wird hierfür die Metalloxidschicht vor dem Walzplattieren durch Beizen, durch Hitzeeinwirkung oder mithilfe eines Lasers entfernt. Dadurch kann anschließend beim Walzplattieren eine gute Verbindung an den Fügeflächen 39, 40 erreicht werden. Es entsteht nach dem Verbinden und dem Ausscheiden ein Werkstück 25 gemäß 2.In an embodiment according to the 4 and 5 become two band-shaped or sheet-shaped workpiece parts 37 . 38 by plating and, for example, joined together by roll-plating. In the first embodiment according to 4 For this purpose, the metal oxide layer is removed by pickling, by heat or using a laser prior to roll-plating. As a result, then, during the roll cladding, a good connection to the joining surfaces 39 . 40 be achieved. It arises after joining and leaving a workpiece 25 according to 2 ,

Alternativ hierzu kann die Metalloxidschicht 41 an den Werkstückteilen 37, 38 verbleiben und eine Zwischenlage 42 zwischen die beiden Werkstücke 37, 38 zum Verschweißen durch Walzplattieren eingesetzt werden. Die Zwischenlage 42 besteht aus einem Werkstoff, der eine höhere Sauerstoffaffinität aufweist, als das Metall des ersten Werkstoffs W1 und des zweiten Werkstoffs W2. Beim Ausführungsbeispiel muss daher die Zwischenlage eine größere Sauerstoffaffinität aufweisen als Aluminium. Beispielsweise kann als Zwischenlage ein Material auf Kupferbasis verwendet werden. Wegen der größeren Sauerstoffaffinität der Zwischenlage 42 entsteht eine feste Verbindung zwischen den beiden Werkstückteilen 37, 38 ohne dass die Aluminiumoxidschicht bzw. Metalloxidschicht 41 vorher entfernt werden müsste. Es entsteht nach dem Verbinden und dem Ausscheiden ein Werkstück 25 gemäß 3.Alternatively, the metal oxide layer 41 on the workpiece parts 37 . 38 remain and an intermediate layer 42 between the two workpieces 37 . 38 be used for welding by roll cladding. The liner 42 consists of a material that has a higher oxygen affinity than the metal of the first material W1 and the second material W2. In the embodiment, therefore, the intermediate layer must have a greater oxygen affinity than aluminum. For example, a copper-based material may be used as the intermediate layer. Because of the greater oxygen affinity of the liner 42 creates a firm connection between the two workpiece parts 37 . 38 without the aluminum oxide layer or metal oxide layer 41 would have to be removed beforehand. It arises after joining and leaving a workpiece 25 according to 3 ,

In 6 ist stark schematisiert die Möglichkeit der Verbindung der beiden Werkstückteile 37, 38 durch Kondensatorentladungsschweißen veranschaulicht. Dabei wird an die beiden Werkstückteile 37, 38 eine hohe Spannung angelegt, auf die zuvor ein Kondensator aufgeladen wurde. Beim Ausführungsbeispiel ist an einem der beiden Werkstückteile 37, 38 und beispielsgemäß am ersten Werkstückteil 37 ein Vorsprung oder eine Erhebung 46 vorhanden. Die Erhebung 46 kann noppenähnlich mit einem beliebigen Querschnitt, beispielsweise einem kreisrunden Querschnitt ausgeführt sein. Die Erhebung 46 ist an der ersten Fügefläche 39 vorhanden. Nur über die Erhebung 46 liegen die beiden Werkstückteile 37, 38 zunächst aneinander an. Neben der Erhebung 46 verbleibt also zunächst ein Spalt zwischen den beiden Fügeflächen 39, 40 der Werkstückteile 37, 38. Wird dann die Kondensatorspannung an die beiden Werkstückteile 37, 38 angelegt, fließt durch die Erhebung 46 ein Strom mit großer Stromdichte. Die Erhebung 46 wird dadurch aufgeschmolzen und es kann sich eine Plasmawolke entwickeln. Das aufgeschmolzene Material wird ausgehend von der Erhebung 46 durch den Spalt nach außen verdrängt. Dabei werden die Metalloxidschichten 41 an den Fügeflächen 39, 40 entfernt und die beiden Werkstückteile 37, 38 fest zusammengeschweißt. Die Erhebung 46 ist vorzugsweise in einem mittleren Abschnitt der betreffenden Fügeflächen 39, 40 vorhanden. Es entsteht ein Werkstück 25, wie es schematisch in 2 veranschaulicht ist.In 6 is highly schematized the possibility of connecting the two workpiece parts 37 . 38 illustrated by capacitor discharge welding. It is the two workpiece parts 37 . 38 a high voltage was applied to which a capacitor was previously charged. In the embodiment is on one of the two workpiece parts 37 . 38 and according to the first workpiece part 37 a projection or a survey 46 available. The assessment 46 can be designed noppenähnlich with any cross-section, for example, a circular cross-section. The assessment 46 is at the first joining surface 39 available. Only about the survey 46 are the two workpiece parts 37 . 38 first together. Next to the survey 46 Thus, initially a gap remains between the two joining surfaces 39 . 40 the workpiece parts 37 . 38 , Will then the capacitor voltage to the two workpiece parts 37 . 38 created, flows through the survey 46 a current with high current density. The assessment 46 is melted by it and it can develop a plasma cloud. The molten material is starting from the survey 46 displaced by the gap to the outside. At the same time, the metal oxide layers become 41 at the joint surfaces 39 . 40 removed and the two workpiece parts 37 . 38 firmly welded together. The assessment 46 is preferably in a central portion of the respective joining surfaces 39 . 40 available. It creates a workpiece 25 as it is schematic in 2 is illustrated.

Eine weitere Verbindungsmöglichkeit der beiden Werkstückteile 37, 38 ist in 7 gezeigt. Bei diesem Verfahren werden die Werkstückteile 37, 38 durch Impulsmagnetschweißen miteinander verbunden. An einer der Fügeflächen 39, 40 und beispielsgemäß an der ersten Fügefläche 39 ist beispielsgemäß ein Profil vorhanden, das vom Rand der ersten Fügefläche 39 zu einer vorspringenden Stelle der ersten Fügefläche 39 hin ansteigt. Die erste Fügefläche 39 kann daher die Gestalt des Mantels einer Pyramide, eines Pyramidenstumpfes, eines Kegels oder eines Kegelstumpfes aufweisen. Beim Ausführungsbeispiel hat die erste Fügefläche 39 eine kegelmantelflächige Gestalt, so dass das erste Werkstückteil 37 an der Spitze 47 des Kegels am zweiten Werkstückteil 38 anliegt. Die Höhe des Spalts zwischen den beiden Fügeflächen 39, 40 nimmt somit ausgehend von der Spitze 47 zum Rand der beiden Fügeflächen 39, 40 hin zu.Another possibility to connect the two workpiece parts 37 . 38 is in 7 shown. In this process, the workpiece parts 37 . 38 connected by pulsed magnetic welding. At one of the joining surfaces 39 . 40 and according to the first joining surface 39 For example, there is a profile that is from the edge of the first joining surface 39 to a projecting point of the first joint surface 39 goes up. The first joining surface 39 may therefore have the shape of the shell of a pyramid, a truncated pyramid, a cone or a truncated cone. In the embodiment, the first joining surface 39 a conical surface shape, so that the first workpiece part 37 at the top 47 of the cone on the second workpiece part 38 is applied. The height of the gap between the two joining surfaces 39 . 40 thus assumes, starting from the tip 47 to the edge of the two joining surfaces 39 . 40 towards.

Über eine Spule wird ein Magnetfeld M erzeugt, das zumindest auf das erste Werkstückteil 37 einwirkt und dort eine Kraft verursacht, die das erste Werkstückteil 37 auf das zweite Werkstückteil 38 hin drückt. Durch schlagartiges Erzeugen des Magnetfeldes M mit einer großen Feldstärke kann die auf das Werkstückteil 37 einwirkende Kraft eine große Umformgeschwindigkeit bewirken, wobei sich die erste Fügefläche 39 ausgehend von der Spitze 47 nach und nach an die zweite Fügefläche 40 des zweiten Werkstückteils 38 anlegt. Bei diesem Anlegen, das mit Überschallgeschwindigkeit erfolgen kann, werden die Metalloxidschichten 41 an den beiden Fügeflächen 39, 40 abgesprengt und nach außen durch den keilförmigen Spalt abgetragen. Auch bei diesem Verfahren wird eine feste Verbindung zwischen den beiden Werkstoffen W1, W2 der beiden Werkstückteile 37, 38 erreicht und es entsteht ein Werkstück 25 wie es schematisch in 2 dargestellt ist.Via a coil, a magnetic field M is generated, at least on the first workpiece part 37 acts and causes a force there, the first workpiece part 37 on the second workpiece part 38 pushes down. By abruptly generating the Magnetic field M with a large field strength can be applied to the workpiece part 37 acting force cause a large forming speed, wherein the first joining surface 39 starting from the top 47 gradually to the second joint surface 40 of the second workpiece part 38 invests. In this application, which can be done at supersonic speed, the metal oxide layers 41 at the two joining surfaces 39 . 40 blown off and removed to the outside by the wedge-shaped gap. Also in this method, a firm connection between the two materials W1, W2 of the two workpiece parts 37 . 38 achieved and it creates a workpiece 25 as it is schematic in 2 is shown.

8 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Verbindung der beiden Werkstückteile 37, 38 durch Reibschweißen. Die beiden Fügeflächen 39, 40 verlaufen bei diesem Verfahren parallel zueinander und sind rechtwinkelig zu einer Drehachse D ausgerichtet. Beim Reibschweißen wird beispielsgemäß eines der beiden Werkstückteile 37, 38 um die Drehachse D rotierend angetrieben und gleichzeitig werden die beiden Fügefläche 39, 40 der beiden Werkstückteile 37, 38 gegeneinander gedrückt. Dabei werden die beiden Metalloxidschichten 41 an den Fügeflächen 39, 40 sozusagen abgerieben und das Metalloxid wird bezüglich der Drehachse D radial nach außen gedrückt. Aufgrund der Reibungswärme werden der ersten Werkstoff W1 und/oder der zweite Werkstoff W2 verflüssigt und miteinander verbunden. Wegen der unterschiedlichen Schmelzpunkte des Metalloxids in der Metalloxidschicht 41 und des Metalls in den Werkstoffen W1 und W2 wird zunächst die Metalloxidschicht 41 entfernt, bevor ein Aneinanderschweißen der beiden Werkstoffe W1, W2 stattfindet. Auch bei diesem Verfahren wird ein Werkstück 25 hergestellt, wie es schematisch in 2 gezeigt ist. 8th shows another way to connect the two workpiece parts 37 . 38 by friction welding. The two joining surfaces 39 . 40 run parallel to each other in this method and are aligned at right angles to a rotation axis D. In friction welding, for example, one of the two workpiece parts 37 . 38 driven to rotate about the axis of rotation D and simultaneously the two joining surface 39 . 40 the two workpiece parts 37 . 38 pressed against each other. In this case, the two metal oxide layers 41 at the joint surfaces 39 . 40 abraded, so to speak, and the metal oxide is pressed radially outward with respect to the axis of rotation D. Due to the frictional heat of the first material W1 and / or the second material W2 are liquefied and interconnected. Because of the different melting points of the metal oxide in the metal oxide layer 41 and the metal in the materials W1 and W2 is first the metal oxide layer 41 removed before welding together of the two materials W1, W2 takes place. Also in this method is a workpiece 25 made, as shown schematically in 2 is shown.

In den 10a bis 10h sind verschiedene Stadien des Umformvorgangs ausgehend vom Werkstück 25 bis zur fertig hergestellten Patronenhülse 20 veranschaulicht. Als Werkstück 25 kann sowohl das in 2 schematisch dargestellte Werkstück 25 verwendet werden, bei dem die beiden Werkstoffe W1, W2 der beiden Werkstückteile 37, 38 an der Fügestelle unmittelbar aneinander anliegen, oder es kann das Werkstück 25 gemäß 3 verwendet werden, bei dem an der Fügestelle zwischen dem ersten Werkstoff W1 und dem zweiten Werkstoff W2 eine Zwischenlage 42 vorhanden ist.In the 10a to 10h are various stages of the forming process starting from the workpiece 25 until the finished cartridge case 20 illustrated. As a workpiece 25 can both in 2 schematically illustrated workpiece 25 be used, in which the two materials W1, W2 of the two workpiece parts 37 . 38 at the joint directly abut each other, or it may be the workpiece 25 according to 3 be used, in which at the joint between the first material W1 and the second material W2 an intermediate layer 42 is available.

Ausgehend von dem Werkstück 25 aus den beiden Werkstückteilen 37, 38 wird beispielsgemäß in einem ersten Schritt (10b) ein Becher 55 (sogenannter „Cup”) hergestellt. Dies kann beispielsweise durch Abstreckpressen oder Ziehen oder Fließpressen erfolgen.Starting from the workpiece 25 from the two workpiece parts 37 . 38 is, for example, in a first step ( 10b ) a cup 55 (so-called "cup") produced. This can be done for example by ironing or drawing or extrusion.

Anschließend wird in einem zweiten Schritt aus dem Becher 55 eine zylindrischen Hülse 56 hergestellt, beispielsgemäß durch Fließpressen (10d). Dieser Umformvorgang des Bechers 55 in die zylindrische Hülse 56 kann auch eine oder mehrere Zwischenstufen 57 umfassen, was beispielhaft in 10c veranschaulicht ist.Subsequently, in a second step, out of the cup 55 a cylindrical sleeve 56 produced, for example by extrusion ( 10d ). This forming process of the cup 55 in the cylindrical sleeve 56 can also have one or more intermediates 57 include, which exemplifies in 10c is illustrated.

Die zylindrische Hülse 56 weist den Bodenabschnitt 21 auf, der aus dem zweiten Werkstoff W2 besteht, an den sich der Mantelabschnitt 22 aus dem ersten Werkstoff W1 anschließt. Nach dem Herstellen der zylindrischen Hülse 56 wird in einem dritten Schritt (10e) ein Zündloch 58 in den Bodenabschnitt 21 entlang der Mittellängsachse der zylindrischen Hülse 56 eingebracht. Außerdem wird der das offene Ende 24 aufweisende Endabschnitt 59 der zylindrischen Hülse 56 durch Einziehen umgeformt, so dass der Durchmesser der zylindrischen Hülse 56 im Bereich des Endabschnitts 59 kleiner ist als in dem Teil des Mandelabschnitts 22, der sich an den Bodenabschnitt 21 anschließt. Beim Ausführungsbeispiel weist der Endabschnitt 59 einen konischen Teil 59a und einen das offene Ende der zylindrischen Hülse 56 aufweisenden zylindrischen Teil 59b auf.The cylindrical sleeve 56 indicates the bottom section 21 on, which consists of the second material W2, to which the shell section 22 made of the first material W1. After making the cylindrical sleeve 56 in a third step ( 10e ) a detonation hole 58 in the bottom section 21 along the central longitudinal axis of the cylindrical sleeve 56 brought in. Besides, that will be the open end 24 having end portion 59 the cylindrical sleeve 56 formed by retraction, so that the diameter of the cylindrical sleeve 56 in the area of the end section 59 smaller than in the part of the almond section 22 that is attached to the bottom section 21 followed. In the embodiment, the end portion 59 a conical part 59a and one the open end of the cylindrical sleeve 56 having cylindrical part 59b on.

Das Einziehen der zylindrischen Hülse 56 im Endabschnitt 59 ist schematisch in 10f dargestellt. Beim Einziehen des Endabschnitts 59 ist aufgrund der kupferfreien Aluminiumlegierung des ersten Werkstoffes W1 keine Wärmezufuhr notwendig. Der erste Werkstoff W1 kann ohne vorheriges Zuführen von Wärme umgeformt werden.The retraction of the cylindrical sleeve 56 in the end section 59 is schematic in 10f shown. When retracting the end section 59 Due to the copper-free aluminum alloy of the first material W1 no heat input is necessary. The first material W1 can be reshaped without supplying heat first.

Wie in 10g veranschaulicht, kann abhängig von der Art der Patronenhülse 20 eine Auswerferrille 60 in den Bodenabschnitt 21 eingebracht werden. Die Auswerferrille 60 ist ringförmig und nach radial außen offen. Sie dient bei automatischen Waffen zum Auswerfen der Patronenhülse 20 nach dem Zünden der Treibladung.As in 10g illustrates, depending on the type of cartridge case 20 an ejector groove 60 in the bottom section 21 be introduced. The ejector groove 60 is annular and open radially outward. It is used in automatic weapons for ejecting the cartridge case 20 after ignition of the propellant charge.

Die in den 10e bis 10g dargestellten Teilschritte können in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.The in the 10e to 10g Sub-steps shown can be performed in any order.

Schließlich wird im letzten Schritt (10h) ein ringförmiger Teil im Bereich des offenen Endes 24 abgetrennt, so dass die Patronenhülse 20 die gewünschte Länge und eine gerade Kante am offenen Ende 24 erhält. Das Abtrennen kann beispielsweise mithilfe eines impulsmagnetischen Trennverfahrens durchgeführt werden.Finally, in the last step ( 10h ) an annular part in the region of the open end 24 separated, leaving the cartridge case 20 the desired length and a straight edge at the open end 24 receives. The separation can be carried out for example by means of a pulse magnetic separation process.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Patronenhülse 20. Die Patronenhülse 20 besteht zur Reduzierung ihres Gewichts aus einem leichten ersten Werkstoff W1 in einem Mantelabschnitt 22 und aus einem festen zweiten Werkstoff W2 in einem Bodenabschnitt 21. Als erster Werkstoff W1 wird beispielsgemäß eine kupferfreie Aluminiumlegierung verwendet. Der erste Werkstoff W1 ist ohne Wärmezufuhr unformbar. Als zweiter Werkstoff W2 kann ebenfalls eine Aluminiumlegierung verwendet werden, die gegenüber der Aluminiumlegierung des ersten Werkstoffes W1 eine größere Härte aufweist.The invention relates to a method for producing a cartridge case 20 , The cartridge case 20 To reduce its weight, it consists of a light first material W1 in a shell section 22 and a solid second material W2 in a bottom portion 21 , As the first material W1 example, a copper-free aluminum alloy is used. The first material W1 is non-deformable without heat. As the second material W2 also an aluminum alloy can be used, which has a greater hardness compared to the aluminum alloy of the first material W1.

Die beiden Werkstoffe W1, W2 werden zur Herstellung eines Werkstücks 25 miteinander verbunden. Beispielsweise kann hierfür ein Gießverfahren verwendet werden. Alternativ ist es auch möglich, ein erstes Werkstückteil 37 aus dem ersten Werkstoff W1 und ein zweites Werkstückteil 38 aus dem zweiten Werkstoff W2 im Bereich ihrer jeweiligen Fügefläche 39, 40 miteinander zu verbinden. Um eine feste Verbindung zu erreichen, wird eine sich an den Fügeflächen 39, 40 ausbildende Metalloxidschicht 41 vor oder während der Verbindung entfernt bzw. durch die Verwendung einer zusätzlichen Zwischenlage 42 unschädlich gemacht.The two materials W1, W2 are used to produce a workpiece 25 connected with each other. For example, a casting method can be used for this purpose. Alternatively, it is also possible, a first workpiece part 37 from the first material W1 and a second workpiece part 38 from the second material W2 in the region of their respective joining surface 39 . 40 to connect with each other. In order to achieve a firm connection, one becomes at the joining surfaces 39 . 40 forming metal oxide layer 41 removed before or during the connection or by the use of an additional intermediate layer 42 rendered harmless.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

2020
Patronenhülsecartridge case
2121
Bodenabschnittbottom section
2222
Mantelabschnittshell section
2323
Hohlraumcavity
2424
offenes Endeopen end
2525
Werkstückworkpiece
3030
Gussformmold
3131
Trennwandpartition wall
3232
Formabschnittmold section
3333
Formabschnittmold section
3737
erstes Werkstückteilfirst workpiece part
3838
zweites Werkstückteilsecond workpiece part
3939
erste Fügeflächefirst joining surface
4040
zweite Fügeflächesecond joint surface
4141
Metalloxidschichtmetal
4242
Zwischenlageliner
4646
Erhebungsurvey
4747
Spitzetop
5555
Bechercups
5656
zylindrische Hülsecylindrical sleeve
5757
Zwischenstufeintermediate stage
5858
Zündlochtouchhole
5959
Endabschnittend
59a59a
konischer Teilconical part
59b59b
zylindrischer Teilcylindrical part
6060
AuswerferrilleAuswerferrille
DD
Drehachseaxis of rotation
FF
Druckkraftthrust
MM
Magnetfeldmagnetic field
W1W1
erster Werkstofffirst material
W2W2
zweiter Werkstoffsecond material

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung einer Patronenhülse (20) mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Werkstückteils (37) aus einem Metall enthaltenden ersten Werkstoff (W1) mit einer ersten Fügefläche (39), wobei der erste Werkstoff (W1) durch eine Aluminiumlegierung gebildet ist, die frei ist von einem Kupferanteil, – Bereitstellen eines zweiten Werkstückteils (38) aus einem Metall enthaltenden zweiten Werkstoff (W2) mit einer zweiten Fügefläche (40), wobei die Härte des zweiten Werkstoffs (W2) größer ist als die des ersten Werkstoffs (W1), – flächiges Verbinden der beiden Werkstückteile (37, 38) mit ihren Fügeflächen (39, 40) aneinander, wobei vor oder während dem Verbinden der beiden Werkstückteile (37, 38) eine jeweils auf den Fügeflächen (39, 40) vorhandene Metalloxidschicht (41) entfernt oder die Metalloxidschichten (41) mit einer Zwischenlage (42) verbunden werden, – Umformen des aus den beiden verbundenen Werkstückteilen (37, 38) hergestellten Werkstücks (25) zu einer Patronenhülse (20), wobei beim Umformen des Werkstücks (25) zunächst eine zylindrische Hülse (56) mit einem Mantelabschnitt (22) aus dem ersten Werkstoff (W1) und einem Bodenabschnitt (21) aus dem zweiten Werkstoff (W2) hergestellt wird, deren offener Endabschnitt (59) anschließend im Durchmesser verringert wird, und wobei das Umformen des offenen Endabschnitts (59) zur Verringerung seines Durchmessers ohne vorherige Wärmezufuhr erfolgt.Method for producing a cartridge case ( 20 ) comprising the following steps: - providing a first workpiece part ( 37 ) of a metal-containing first material (W1) with a first joining surface ( 39 ), wherein the first material (W1) is formed by an aluminum alloy that is free of a copper content, - providing a second workpiece part ( 38 ) of a metal-containing second material (W2) with a second joining surface ( 40 ), wherein the hardness of the second material (W2) is greater than that of the first material (W1), - surface bonding of the two workpiece parts ( 37 . 38 ) with their joining surfaces ( 39 . 40 ) to each other, wherein before or during the joining of the two workpiece parts ( 37 . 38 ) one each on the joint surfaces ( 39 . 40 ) existing metal oxide layer ( 41 ) or the metal oxide layers ( 41 ) with an intermediate layer ( 42 ), - reshaping of the two connected workpiece parts ( 37 . 38 ) produced workpiece ( 25 ) to a cartridge case ( 20 ), during the forming of the workpiece ( 25 ) first a cylindrical sleeve ( 56 ) with a jacket section ( 22 ) of the first material (W1) and a bottom portion ( 21 ) is produced from the second material (W2) whose open end portion ( 59 ) is subsequently reduced in diameter, and wherein the forming of the open end portion ( 59 ) to reduce its diameter without prior heat. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxidschicht (41) vor dem Verbinden entfernt wird und die beiden Werkstückteile (37, 38) anschließend durch Plattieren miteinander verbunden werden.Method according to claim 1, characterized in that the metal oxide layer ( 41 ) is removed before joining and the two workpiece parts ( 37 . 38 ) are then joined together by plating. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Werkstückteile (37, 38) durch Plattieren miteinander verbunden werden und die Zwischenlage (42) aus einem Werkstoff besteht, der eine höhere Sauerstoffaffinität aufweist, als das Metall des ersten und zweiten Werkstoffes (W1, W2).Method according to claim 1 or 2, characterized in that the two workpiece parts ( 37 . 38 ) are joined together by plating and the intermediate layer ( 42 ) is made of a material having a higher oxygen affinity than the metal of the first and second materials (W1, W2). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fügeflächen (39) zu ihrer Flächenmitte (47) hin ansteigt und die Verbindung der beiden Werkstückteile (37, 38) durch Impulsmagnetschweißen erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that one of the joining surfaces ( 39 ) to its center of area ( 47 ) and the connection of the two workpiece parts ( 37 . 38 ) is done by pulse magnetic welding. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der beiden Werkstückteile (37, 38) durch Reibschweißen erfolgt, wobei die Metalloxidschichten (41) durch die Relativdrehung der beiden Fügeflächen (39, 40) aneinander entfernt werden.A method according to claim 1, characterized in that the compound of both workpiece parts ( 37 . 38 ) by friction welding, wherein the metal oxide layers ( 41 ) by the relative rotation of the two joining surfaces ( 39 . 40 ) are removed from each other. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fügeflächen (39, 40) eine Erhebung (46) aufweist und die Verbindung der beiden Werkstückteile (37, 38) durch Kondensatorentladungsschweißen erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that one of the joining surfaces ( 39 . 40 ) a survey ( 46 ) and the connection of the two workpiece parts ( 37 . 38 ) is performed by capacitor discharge welding. Verfahren zur Herstellung einer Patronenhülse (20) mit folgenden Schritten: – Bereitstellen einer Gussform (30) mit zwei durch eine bewegliche Trennwand (31) voneinander getrennten Formabschnitten (32, 33), – Einfüllen eines verflüssigten, Metall enthaltenden ersten Werkstoffs (W1) in den einen Formabschnitt (32), wobei der erste Werkstoff (W1) durch eine Aluminiumlegierung gebildet ist, die frei ist von einem Kupferanteil, – Einfüllen eines verflüssigten, Metall enthaltenden zweiten Werkstoffs (W2) in den jeweils anderen Formabschnitt (33), wobei die Härte des zweiten Werkstoffs (W2) größer ist als die des ersten Werkstoffs (W1), wenn die beiden Werkstoffe (W1, W2) vollständig erstarrt und abgekühlt sind, – Herausziehen der Trennwand (31) während die beiden Werkstoffe (W1, W2) erstarren und sich dadurch flächig miteinander verbinden, so dass ein Werkstück (25) aus zwei miteinander verbundenen Werkstückteilen (37, 38) entsteht, – Entnehmen des Werkstücks (25) aus der Gussform (30), – Umformen des aus den beiden verbundenen Werkstückteilen (37, 38) hergestellten Werkstücks (25) zu einer Patronenhülse (20), wobei beim Umformen des Werkstücks (25) zunächst eine zylindrische Hülse (56) mit einem Mantelabschnitt (22) aus dem ersten Werkstoff (W1) und einem Bodenabschnitt (21) aus dem zweiten Werkstoff (W2) hergestellt wird, deren offener Endabschnitt (59) anschließend im Durchmesser verringert wird, und wobei das Umformen des offenen Endabschnitts (59) zur Verringerung seines Durchmessers ohne vorherige Wärmezufuhr erfolgt.Method for producing a cartridge case ( 20 ) comprising the following steps: - providing a mold ( 30 ) with two by a movable partition ( 31 ) separate mold sections ( 32 . 33 ), - filling a liquefied, metal-containing first material (W1) in the one mold section ( 32 ), wherein the first material (W1) is formed by an aluminum alloy, which is free of a copper content, - filling a liquefied, metal-containing second material (W2) in the respective other mold section ( 33 ), wherein the hardness of the second material (W2) is greater than that of the first material (W1), when the two materials (W1, W2) are completely solidified and cooled, - pulling out the partition ( 31 ) while the two materials (W1, W2) solidify and thereby connect flat with each other, so that a workpiece ( 25 ) of two interconnected workpiece parts ( 37 . 38 ), - removing the workpiece ( 25 ) from the mold ( 30 ), - reshaping of the two connected workpiece parts ( 37 . 38 ) produced workpiece ( 25 ) to a cartridge case ( 20 ), during the forming of the workpiece ( 25 ) first a cylindrical sleeve ( 56 ) with a jacket section ( 22 ) of the first material (W1) and a bottom portion ( 21 ) is produced from the second material (W2) whose open end portion ( 59 ) is subsequently reduced in diameter, and wherein the forming of the open end portion ( 59 ) to reduce its diameter without prior heat. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff (W1) und/oder der zweite Werkstoff (W2) Aluminium oder Nickel oder Messing enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first material (W1) and / or the second material (W2) contains aluminum or nickel or brass. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff (W2) Aluminium, Messing oder Stahl aufweist oder aus einem dieser Materialien besteht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second material (W2) comprises aluminum, brass or steel or consists of one of these materials. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (D1) des ersten Werstückteils (37) größer ist als die Dicke (D2) des zweiten Werkstückteils (38).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness (D1) of the first part ( 37 ) is greater than the thickness (D2) of the second workpiece part ( 38 ).
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