DE102021117140A1

DE102021117140A1 - Projektil, Munition und Verfahren zum Herstellen eines Projektils

Info

Publication number: DE102021117140A1
Application number: DE102021117140.7A
Authority: DE
Inventors: Nicole Niklas; Thomas Wagner
Original assignee: RUAG Ammotec GmbH
Current assignee: RWS GmbH
Priority date: 2021-07-02
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2023-01-05
Also published as: WO2023275388A1; EP4363788A1

Abstract

Projektil, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, wobei das Projektil aus einem Gemisch gefertigt ist, das Metall und 2 bis 15 Gew.-% Kunststoff, vorzugsweise thermoplastisches Elastomer, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, umfasst; Munition umfassend das Projektil und Verfahren zu dessen Herstellung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Projektil, insbesondere ein Treibladungsprojektil. Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung Munition bereit. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Projektils, insbesondere eines Treibladungsprojektils.
Projektile werden häufig aus Blei hergestellt. Aufgrund der zunehmenden Anforderung nach umweltverträglichen Projektilmaterialien ist der Einsatz von Blei allerdings mehr und mehr ungeeignet. Alternativmaterialien, wie zum Beispiel Zinn oder Zink, finden bislang selten Verwendung, da die Materialien deutlich teurer als Blei sind und außerdem gegenüber dem Blei eine verringerte Dichte aufweisen, wodurch die Projektile eine verringerte Präzision auf größere Distanzen aufweisen.
Des Weiteren ist es im Stand der Technik bereits vereinzelt bekannt, Kunststoff für die Fertigung von Gewehrkugeln einzusetzen. Aufgrund der niedrigen Dichte von Kunststoff besitzen die Kunststoff-Gewehrkugeln allerdings eine schlechte Präzision. Des Weiteren entstehen zusätzliche Reibungsverluste zwischen Gewehrkugel und Schusswaffenlauf, was wiederum zu einer Verminderung der Mündungsenergie führt.
In der DE 199 24 747 A1 wird ein bleifreies Geschoß für Handfeuerwaffen mit einem Kern aus biologisch abbaubarer Formmasse und einem metallischen und/oder mineralischen Füllstoff sowie einem metallischen oder nichtmetallischen Überzug offenbart.
In der US 6 158 351 A wird ein bleifreier ferromagnetischer Gegenstand offenbart. Der Gegenstand ist ein kompaktierter Verbundwerkstoff mit einem schweren dichteren Bestandteil, der vorzugsweise aus Eisen besteht, und einem weniger dichten zweiten Bestandteil, der entweder eine Metalllegierung oder ein Polymer ist. Der ferromagnetische Bestandteil liegt in einer Menge vor, die ausreicht, um dem Gegenstand Ferromagnetismus zu verleihen. Die ferromagnetische Eigenschaft ermöglicht es, dass Fragmente des Gegenstands, wie beispielsweise ein Projektil, eine Kugel oder ein geformter Ladungsträger, von Schmutz oder anderen Umgebungen getrennt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere ein Projektil, beispielsweise ein Treibladungsprojektil, bereitzustellen, das eine verbesserte Präzision und/oder Ballistik aufweist.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1, 14, 16 bzw. 18 gelöst.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Treibladungsprojektil, also ein Geschoss oder Projektil, das mittels Treibladungsumsetzung innerhalb einer Feuerwaffe beschleunigt wird, wobei das Treibladungsprojektil aus einem Gemisch gefertigt ist, das Metall und 2 bis 15 Gew.-% Kunststoff, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, umfasst.
Ein Treibladungsprojektil hat im Gegensatz zu einem Projektil, das über Luftdruck beschleunigt wird, eine spezifische hochfeste Struktur. Es ist dazu ausgelegt, zur Bildung einer Munition oder Patrone für ein spezifisches Einsatzgebiet an einer Treibladung enthaltenden, sogenannten Hülse lösbar befestigt zu sein. Diese Treibladungsmunition mit einem Treibladungsprojektil umfasst zudem ein Anzündhütchen, das an der Hülse sitzt, um elektrisch oder mechanisch aktiviert zu werden. Das aktivierte Anzündhütchen setzt die Treibladung um, welche das Treibladungsprojektil beschleunigt.
Vorzugsweise hat das erfindungsgemäße Treibladungsprojektil ein Kaliber von unter 25 mm, insbesondere 20 mm, insbesondere 15 mm, insbesondere 13 mm.
Das erfindungsgemäße Treibladungsprojektil kann aus einem einzigen Material geformt sein, insbesondere gedreht, kaltumgeformt oder gespritzt sein. Es kann auch aus mehreren Bestandteilen bestehen, wobei zumindest ein Teil, vorzugsweise ein überwiegender Teil, aus dem erfindungsgemäßen Gemisch aus Metall und Kunststoff gefertigt, insbesondere gespritzt, ist. Es kann ein Voll- und Teilmantelgeschoss sein. Gleiches gilt für das weiter unten beschriebene Projektil im Allgemeinen.
Die Geschossspitze oder Ogive können spitzzulaufend oder konvexförmig geformt sein. Von der Geschossspitze schließt vorzugsweise entgegengesetzt zur Flugrichtung der sogenannte, insbesondere zylindrische Geschossschuh an, der in einem insbesondere gratabgeschnittenen oder abgelängten oder gerade umgeformten Heckende mündet. Das Treibladungsprojektil kann an dessen Oberfläche mit Einkerbungen versehen sein, um die Ballistik zu optimieren. Gleiches gilt für das weiter unten beschriebene Projektil im Allgemeinen.
Mit dem erfindungsgemäßen Gemisch aus Kunststoff und Metall zeigt sich insbesondere in den spezifischen Materialvorschlägen eine besonders gute Führungseigenschaft innerhalb des Laufes der Feuerwaffe, wobei es zu überraschend wenig Verschleiß geführt hat. Selbstverständlich kann das Geschoss mit Rillen oder Fettnuten versehen sein, um die Geschossschmierung zu verbessern.
Das Treibladungsprojektil ist aus einem Gemisch gefertigt, das Metall und 2 bis 15 Gew.- % Kunststoff, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, umfasst. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist das Treibladungsprojektil bleifrei, d. h. ohne Zugabe von Blei hergestellt. Es kann vorgesehen sein, dass der verwendete Kunststoff dazu in der Lage ist, den Metallanteil insbesondere gleichmäßig aufzunehmen. Ferner kann der Kunststoff derart ausgewählt sein, dass eine gute Verarbeitung möglich ist und der Kunststoff nicht zu spröde ist. Es wurde gemäß der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass mittels des spezifischen Gewichtsanteils von 2 bis 15 Gew.-96 Kunststoff ein Optimum aus Dichte, insbesondere hoher Dichte, und Duktilität erreicht wird, wodurch eine verbesserte Präzision erzielbar ist.
Das erfindungsgemäße Treibladungsprojektil weist zahlreiche innen- und endballistische Vorteile auf.
Geschosse müssen einem kaliberabhängig definierten Auszugswiderstand aus der Hülse besitzen. Das Geschoss darf nicht durchdrehen und zu locker sitzen. Gleichzeitig wirkt sich eine gleichmäßige Haltekraft beim Abgang des Geschosses positiv auf einen gleichmäßigen Gasdruck aus. Dieser ist entscheidend für eine gute Präzision. Weiche Materialien wie Blei oder Zinn sind hier vorteilhaft, da sie beim Kneifen bzw. Anlegen der Hülse nachgeben und die Ausziehwiderstände definiert eingestellt werden können. Die besagten Metalle sind aber mit den eingangs erwähnten Nachteilen behaftet. Bei härteren Materialen wird häufig zusätzlich eine Rille im Geschoss angebracht, in welcher das Geschoss gekniffen wird. Bei spröden Geschossen kann das Anlegen des Hülsenmunds dagegen zu deutlich Varianzen führen, da das Material spröde einreißen kann, falls zu hohe Kneifkräfte verwendet werden oder das Geschoss zu locker sitzt. Elastische Metall-Kunststoff-Geschosse wie hierin beschrieben geben dagegen beim Anlegen des Hülsenmundes nach.
Verlässt das Geschoss die Hülse gibt es eine kurze Freiflugphase bis das Geschoss in den Lauf eintritt. Die Nachgiebigkeit des Geschossmaterials bestimmt den Einpresswiderstand, wenn das Geschoss in das Zug-Feld-Profil des gezogenen Laufteils eintritt. Bei einem zu hohen Einpresswiderstand, wie er häufig bei harten Werkstoffen zu beobachten ist, kann kurzzeitig ein hoher Gasdruck in Richtung Patronenlager verlagert werden, was sich nicht nur negativ auf die Mündungsgeschwindigkeit, sondern auch auf das Laufschwingverhalten auswirkt, letztendlich also auf die Treffpunktlage und die Gesamtpräzision.
Weiterhin kann es bei härteren Materialien zu einem einseitigen Geschossabrieb beim Eintritt des Geschosses in den Lauf kommen, sofern das Geschoss im Freiflug (zwischen Verlassen der Hülse und Eintritt in den Lauf) nicht ideal zentrosymmetrisch eintritt. Infolge des einseitigen Abriebs resultiert bei der Drallübertragung eine exzentrische Rotationsachse, so dass das Geschoss beim Mündungsaustritt taumelt. Im Vergleich zu spröden Materialien sind diese Effekte bei den erfindungsgemäßen Gemischen aus Metall und Kunststoff reduziert, insbesondere wenn die bevorzugten thermoplastischen Elastomere als Kunststoff verwendet werden. In einem solchen Fall ist ein Verhalten analog einem weichen Material, wie etwa Blei, zu beobachten, einhergehend mit einer deutlichen Präzisionsverbesserung.
Zusätzlich kann sich ein solches Projektil beim Durchgang durch das Zug-Feld-Profil besser in dieses einpressen, so dass es zu einer optimalen Drallübertragung kommt und der Gasschlupf reduziert ist.
All diese Effekte sind besonders ausgeprägt für die hierin beschriebenen thermoplastischen Elastomere.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Metall lediglich ein einziges Metall ist oder eine Mischung von zwei oder mehr verschiedenen Metallen ist. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Kunststoff lediglich ein einziger Kunststoff ist oder eine Mischung von zwei oder mehr Kunststoffen ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Gemisch aus dem Metall und Kunststoff besteht.
In einer weiteren beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Projektils können dem Gemisch, aus dem das Projektil gefertigt ist, Zusätze beigemengt bzw. beigemischt sein. Beispielsweise kommen anorganische Stoffe bzw. Materialien, wie Granit, Sand, Quarzglas Ton, Zement, oder keramische Sinterstoffe oder dergleichen, infrage. Ebenso können dem Gemisch Verarbeitungsadditive, beispielsweise Antioxidantien oder Stabilisatoren oder insbesondere Gleitmittel, etwa Wachse oder Trockenschmierstoffe wie z.B. Stearate (Calciumstearat, Zinkstearat), MoS₂, Graphit (Trockenschmierstoff), hinzugefügte werden. Durch die Zugabe eines Gleitmittels kann die Fließfähigkeit des Gemischs in der Schmelze bei der Herstellung des Projektils erhöht werden. Im fertigen Produkt kann ein Gleitmittel in dem Gemisch durch Verminderung der Reibung die Laufdurchgängigkeit verbessern. Dabei wurde insbesondere im Hinblick auf das Gewicht und damit die Präzision des Projektils herausgefunden, dass die Zusätze maximal zu einem bestimmten Anteil vorliegen sollen, insbesondere derart, dass die Zusätze das Metall maximal zu einem Gewichtsprozent-Anteil von 10 Gew.-% ersetzen.
In einer beispielhaften Ausführung ist das Metall (bzw. das Gemisch von zwei oder mehr Metallen) in einer Menge von 85 bis 98 Gew.-96, insbesondere in einer Menge von 93 bis 97 Gew.-%, 94 bis 96 Gew.-% von etwa 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, in dem Treibladungsprojektil enthalten. Durch das Vorhandensein eines erfindungsgemäß hohen Gewichtsanteils von Metall wird die Dichte des Treibladungsprojektils erhöht, was sich positiv auf die Präzision auswirkt.
Es kann vorgesehen sein, dass das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Eisen, Zink, Zinn, Magnesium, Wolfram, Blei, Hartmetall, Sintermetall und Mischungen davon.
Es kann vorgesehen sein, dass das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Eisen, Zink, Zinn, Magnesium, Wolfram, Hartmetall, Sintermetall und Mischungen davon, vorzugsweise Kupfer.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor. Hierbei können beispielsweise Partikel mit einer der folgenden Morphologien oder Mischungen von Partikeln mit zwei oder mehr der folgenden Morphologien vorgesehen sein: sprazig, lamellar, dendritisch oder sphärisch (kugelförmig). Durch die Wahl der Morphologie können die Verarbeitungseigenschaften des Gemischs eingestellt und als Folge die Projektileigenschaften verbessert werden.
Insbesondere kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Partikel sphärische Partikel sind. In diesem Zusammenhang ist ein Partikel als sphärisch anzusehen, wenn das Verhältnis des kleinsten Durchmessers des Partikels zu dem größten Durchmesser des Partikels von 0,8 bis 1 ist, vorzugsweise 0,9 bis 1, besonders bevorzugt 0,95 bis 1. Die Partikel des Metalls sind insgesamt als sphärisch anzusehen, wenn zumindest 90 %, vorzugsweise 95 96, besonders bevorzugt zumindest 97 %, am meisten bevorzugt zumindest 99 % der Partikel sphärisch im Sinne der vorangehenden Definition sind.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 5 bis 100 µm, vorzugsweise 6 bis 90 µm, darüber hinaus bevorzugt 8 bis 85 µm und/oder einen D10 von 2 bis 65 µm, vorzugsweise 3 bis 70 µm, darüber hinaus bevorzugt 3,5 bis 60 µm und/oder einen D90 von 10 bis 150 µm vorzugsweise 12 bis 140 µm, darüber hinaus bevorzugt 15 bis 135 µm haben.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 5 bis 50 µm, vorzugsweise 6 bis 40 µm, darüber hinaus bevorzugt 8 bis 35 µm und/oder einen D10 von 2 bis 25 µm, vorzugsweise 3 bis 20 µm, darüber hinaus bevorzugt 3,5 bis 15 µm und/oder einen D90 von 20 bis 120 µm vorzugsweise 25 bis 100 µm, darüber hinaus bevorzugt 28 bis 90 µm haben.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 5 bis 12 µm, vorzugsweise 6 bis 10 µm, darüber hinaus bevorzugt 8 bis 9 µm und/oder einen D10 von 2 bis 5 µm, vorzugsweise 3 bis 4,5 µm, darüber hinaus bevorzugt 3,5 bis 4 µm und/oder einen D90 von 20 bis 50 µm vorzugsweise 25 bis 40 µm, darüber hinaus bevorzugt 26 bis 30 µm haben.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 10 bis 20 µm, vorzugsweise 11 bis 19 µm, darüber hinaus bevorzugt 12 bis 18 µm und/oder einen D10 von 5 bis 8 µm, vorzugsweise 5,5 bis 6,5 µm, darüber hinaus bevorzugt 6 bis 7 µm und/oder einen D90 von 25 bis 75 µm vorzugsweise 30 bis 70 µm, darüber hinaus bevorzugt 32 bis 65 µm haben.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 25 bis 40 µm, vorzugsweise 28 bis 38 µm, darüber hinaus bevorzugt 30 bis 35 µm und/oder einen D10 von 7 bis 15 µm, vorzugsweise 9 bis 13 µm, darüber hinaus bevorzugt 10 bis 12 µm und/oder einen D90 von 70 bis 95 µm vorzugsweise 75 bis 90 µm, darüber hinaus bevorzugt 80 bis 85 µm haben.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 15 bis 30 µm, vorzugsweise 18 bis 28 µm, darüber hinaus bevorzugt 20 bis 25 µm und/oder einen D10 von 6 bis 12 µm, vorzugsweise 7 bis 11 µm, darüber hinaus bevorzugt 10 bis 12 µm und/oder einen D90 von 45 bis 75 µm vorzugsweise 50 bis 70 µm, darüber hinaus bevorzugt 55 bis 65 µm haben.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 25 bis 50 µm, vorzugsweise 28 bis 36 µm, darüber hinaus bevorzugt 30 bis 34 µm und/oder einen D10 von 10 bis 22 µm, vorzugsweise 13 bis 19 µm, darüber hinaus bevorzugt 15 bis 17 µm und/oder einen D90 von 40 bis 70 µm vorzugsweise 45 bis 65µm, darüber hinaus bevorzugt 50 bis 55 µm haben.
D50 bedeutet, dass 50% der Partikel, die in der untersuchten Probe enthalten sind, kleiner sind (= einen kleineren Durchmesser haben) als der angegebene Wert. D90 bedeutet, dass 90% der Partikel, die in der untersuchten Probe enthalten sind, kleiner sind (= einen kleineren Durchmesser haben) als der angegebene Wert. D10 bedeutet, dass 10% der Partikel, die in der untersuchten Probe enthalten sind, kleiner sind (= einen kleineren Durchmesser haben) als der angegebene Wert.
Eine monomodale Partikelgrößenverteilung mit einem der vorangehenden D10, D50 und D90 kann vorteilhaft sein, um ein reproduzierbares charakteristisches Eigenschaftsprofil zu erlangen.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei eine Breite der Größenverteilung der Partikel von 0,5 bis 10, vorzugsweise von 1 bis 5 ist.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei eine Breite der Größenverteilung der Partikel von 1,5 bis 4,5, vorzugsweise von 1,7 bis 4,1 ist.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei eine Breite der Größenverteilung der Partikel von 2 bis 3, vorzugsweise von 2,5 bis 2,7 ist.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei eine Breite der Größenverteilung der Partikel von 2 bis 3, vorzugsweise von 2,5 bis 2,7 ist.
In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vor, wobei eine Breite der Größenverteilung der Partikel von 2 bis 2,6, vorzugsweise von 2,2 bis 2,4 ist.
Eine enge Größenverteilung kann vorteilhaft sein, um ein reproduzierbares charakteristisches Eigenschaftsprofil zu erlangen. Um gleichzeitig einen guten Füllgrad zu erhalten ist es allerdings eine gewisse Breite der Größenverteilung der Partikel vorteilhaft. Die vorangehenden bevorzugten Bereiche der Größenverteilung der Partikel sind vorteilhaft, um beiden Aspekten Rechnung zu tragen.
Die Breite der Größenverteilung ist definiert als (D90 - D10)/D50. Die Breite der Größenverteilung zeigt, wie weit die 10 Prozent und 90 Prozent Punkte (Die und D90) auseinanderliegen, normiert mit dem Mittelpunkt (D50). Die Größe der Partikel bezieht sich in diesem Zusammenhang auf den Durchmesser der Partikel. In dem Fall, dass die Partikel nicht sphärisch sind, bezieht sich der Durchmesser auf den kleinsten Durchmesser der Partikel also den kleinsten Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Außenflächen des Partikels.
Es kann vorgesehen sein, dass das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vorliegt und die Verteilung der Durchmesser der Partikel eine multimodale Verteilung, etwa eine bimodale Verteilung oder eine trimodale Verteilung, ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass eine Mischung von zwei oder mehr Arten von Partikeln mit im Vorangehenden als beispielhaft genannten D10, D50, und D90 Werten und/oder Breiten der Größenverteilung verwendet wird. Hierdurch können besonders hohe Füllgrade, das heißt große Mengen an Metall in dem Projektil und damit eine hohe Dichte, erhalten werden und die Präzision gesteigert werden. Ebenso ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Eigenschaften des hergestellten Projektils bezüglich Agglomeration, Entmischung, Lunker etw. was ebenfalls zu einer Steigerung der Präzision beiträgt.
Eine bimodale Verteilung ist eine Häufigkeitsverteilung, die zwei lokale Maxima aufweist. Eine trimodale Verteilung ist eine Häufigkeitsverteilung, die drei lokale Maxima aufweist. Eine bimodale Verteilung der Durchmesser der Partikel kann etwa dann vorliegen, wenn als Partikel ein Gemisch aus einer ersten Art von Partikeln und einer zweiten Art von Partikeln verwendet wird, wobei die erste Art von Partikeln einen kleineren mittleren Durchmesser (oder einen kleineren D50) hat als die zweite Art von Partikeln.
Es kann vorgesehen sein, dass das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vorliegt und als Partikel ein Gemisch aus einer ersten Art von Partikeln und einer zweiten Art von Partikeln verwendet wird, wobei die erste Art von Partikeln eine breite Korngrößenverteilung hat CD10<<D50<<D90) und die zweite Art von Partikeln eine enge Korngrößenverteilung hat, wobei die Korngröße durch den Durchmesser der Partikel angegeben werden kann. Auch hierdurch kann eine höhere Dichte der Partikel (und dadurch des Metalls) in dem Treibladungsprojektil erhalten werden und damit die Präzision gesteigert werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Treibladungsprojektils weisen die Partikel einen mittleren Durchmesser von 5 bis 27 µm auf. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Partikeldurchmesser in einem Bereich von 1 bis 60 µm, vorzugsweise 3 bis 45 µm, vorliegen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass zumindest 90 % der Partikel, besonders bevorzugt zumindest 95 % der Partikel, darüber hinaus bevorzugt zumindest 97 96, am meisten bevorzugt zumindest 99 96 der Partikel einen entsprechenden Durchmesser haben.
Der Durchmesser der Partikel wird erfindungsgemäß wie folgt bestimmt. Von einer mittels Spritzguss erzeugten Probe ((Treibladungs-)Projektil) werden metallografische Halbschliffe angefertigt (Kalteinbetten der Proben mittels Technovit® 4071, Schleifen mit Papier unterschiedlicher Körnung, Polieren mit Diamantsuspension). Mit einem Lichtmikroskop werden Aufnahmen in 200- bzw. 500-facher Vergrößerung an exemplarischen Positionen des Prüfkörpers (Innen- und Aussenbereich) angefertigt. Anschließen werden die Durchmesser der Cu-Partikel mittels einer Mikroskopsoftware bestimmt. Der Durchmesser von 500 Partikeln wird für die Auswertung ermittelt.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Kunststoff ein thermoplastisches Elastomer. Durch die Verwendung eines thermoplastischen Elastomers anstelle anderer, insbesondere spröderer Kunststoffe kann eine verbesserte Präzision erreicht werden.
Ebenso führen die elastischen Eigenschaften des thermoplastischen Elastomers dazu, dass die bei einem Aufprallen des Projektils entstehenden größeren Teilchen nicht zu einer Hintergrundgefährdung führen.
Thermoplastische Elastomere sind dazu in der Lage, größere Anteile an Metall, insbesondere Metallpartikel, wie Metallpulver, aufzunehmen. Überraschenderweise wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, dass ein solches Gemisch aus thermoplastischem Elastomer und Metall zur Herstellung des erfindungsgemäßen Treibladungsprojektils besonders geeignet ist, insbesondere um dessen Präzision zu verbessern. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist ein Elastomer ein formfester, aber elastisch verformbarer Kunststoff. Das Elastomer kann durch Zug- und Druckbelastung elastisch verformt werden. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist ein thermoplastisches Elastomer ein Kunststoff, der sich bei Raumtemperatur vergleichbar einem anderen (nicht thermoplastischen) Elastomer verhält, jedoch unter Wärmezufuhr plastisch verformt werden kann. Das thermoplastische Elastomer (bzw. die Mischung von zwei oder mehr verschiedenen thermoplastischen Elastomeren) ist in dem Gemisch, aus dem das Treibladungsprojektil gebildet ist, in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 3 bis 7 Gew.-%, 3 bis 6 Gew.-% oder von etwa 4 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsrojektils, enthalten. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung kann der Kunststoff ausgewählt sein aus

- Homo- oder Copolymeren, die in einpolymerisierter Form wenigstens ein Monomer enthalten, das ausgewählt ist unter C₂-C₁₀ Monoolefinen, wie beispielsweise Ethylen oder Propylen, 1,3-Butadien, 2-Chlor-1,3-Butadien, Vinylalkohol und dessen C₂-C₁₀-Alkylestern, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid, Tetrafluorethylen, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Acrylaten und Methacrylaten mit Alkoholkomponenten von verzweigten und unverzweigten C₁-C₁₀-Alkoholen, Vinylaromaten wie beispielsweise Styrol, (Meth)acrylnitril, a,β-ethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, und Maleinsäureanhydrid;
- Homo- und Copolymere von Vinylacetalen;
- Polyvinylestern;
- Polycarbonaten (PC);
- Polyestern, wie Polyalkylenterephthalaten, Polyhydroxyalkanoaten (PHA), Polybutylensuccinaten (PBS), Polybutylensuccinatadipaten (PBSA);
- Polyethern;
- Polyetherketonen;
- thermoplastischen Polyurethanen (TPU);
- Polysulfiden;
- Polysulfonen;
- Naturkautschuk

Zu nennen sind beispielsweise Olefin-Copoylmere, etwa Ethylen-Copolymere, Olefin-Alkylacrylat-Copolymere, etwa Ethylen-Alkylacrylat-Copolymer, Olefin-Vinylester-Copolymere, etwa Ethylen-Vinylacetat-copolymer, Polyacrylate mit gleichen oder verschiedenen Alkoholresten aus der Gruppe der C₄-C₈-Alkohole, besonders des Butanols, Hexanols, Octanols und 2-Ethylhexanols, Polymethylmethacrylat (PMMA), Methyl methacrylat- Butylacrylat-Copolymere, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Ethylen- Propylen-Copolymere, Ethylen-Propylen-Dien-Copolymere (EPDM), Polystyrol (PS), Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN), Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA), Styrol-Butadien- Methylmethacrylat-Copolymere (SBMMA), Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Styrol-Methacrylsäure-Copolymere (SMA), Polyoxymethylen (POM), Polyvinylalkohol (PVAL), Polyvinylacetat (PVA), Polyvinylbutyral (PVB), Polycaprolacton (PCL), Poly- hydroxybuttersäure (PHB), Polyhydroxyvaleriansäure (PHV), Polymilchsäure (PLA), Ethylcellulose (EC), Celluloseacetat (CA), Cellulosepropionat (CP) oder Cellulose- Acetat/Butyrat (CAB).
Thermoplastische Elastomere weisen sowohl thermoplastische als auch elastomere Eigenschaften auf. Thermoplastische Elastomere können insbesondere ausgewählt sein aus Olefin-Alkylacrylat-Copolymer, etwa Ethylen-Alkylacrylat-Copolymer, Olefin-Vinylester-Copolymer, etwa Ethylen-Vinylacetat-copolymer, thermoplastischen elastomeren Polyurethanen, thermoplastischen elastomeren Vulkanisaten, thermoplastischen elastomeren Olefinen, thermoplastischen elastomeren Polyamiden, thermoplastischen elastomeren Styrolkunststoffen, thermoplastischen elastomeren Copolyestern und Kombinationen davon.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist das thermoplastische Elastomer, ein Olefin-Copolymer, in dem ein Olefinmonomer, vorzugsweise ein α-Olefin-Comonomer - wobei dieser Begriff im Sinne der vorliegenden Offenbarung ausdrücklich Ethylen mit einschließt - mit einem weiteren Monomer copolymerisiert ist. Beispiele solcher weiteren Monomere, die mit dem Olefinmonomer copolymerisiert sein können, sind beispielsweise Acrylsäure, Acrylsäurederivat, Methacrylsäure, Methacrylsäurederivat, aromatisches Vinylderivat, Vinylcyanidderivat oder Vinylester. Beispiele für das Acrylsäurederivat sind Methylacrylat, n-Butylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, t-Butylacrylat, Cyclohexylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat und Acrylat. Zu nennen sind Acrylsäureester wie 2-Phenoxyethyl, Benzylacrylat, 2-(N,N-Dimethylamino)ethylacrylat und Glycidylacrylat. Beispiele für das Methacrylsäurederivat sind Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, t-Butylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat und 2-Phenoxymethacrylat. Beispiele hierfür sind Methacrylsäureester wie Ethyl-, Isobornylmethacrylat, Dicyclopentenylmethacrylat, Glycidylmethacrylat und Adamantylmethacrylat. Beispiele für das aromatische Vinylderivat sind Styrol, Vinyltoluol, α Methylstyrol und dergleichen. Beispiele für das halogenierte Vinyliden sind Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid. Beispiele für den Vinylester ist Vinylacetat.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Kunststoff ausgewählt aus einem α-Olefin-Vinylester-Copolymer, einem α-Olefin-Alkylacrylat-Copolymer oder Mischungen von zwei oder mehr davon. Bevorzugt ist hierbei das der Kunststoff ausgewählt ist aus einem Ethylen-Vinylester-Copolymer, einem Ethylen-Alkylacrylat-Copolymer oder Mischungen von zwei oder mehr davon. Hierdurch können besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften (insbesondere E-Modul, Zugfestigkeit, Biegemodul, Biegefestigkeit, etc.) des Gemischs mit dem Metall, das in dem Projektil, erhalten werde.
Die Verwendung von α-Olefin-Vinylester-Copolymer und/oder α-Olefin-Alkylacrylat-Copolymer als Kunststoff in dem Gemisch ist insbesondere vorteilhaft, um ein Verhalten analog zu einem herkömmlichen weichen Material, wie Blei, zu erreichen. Hierdurch kann eine deutliche Verbesserung der Präzision erreicht werden. Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Präzision konnten für die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen beobachtet werden. Zusätzlich kann eine Optimierung der Drallübertragung erreicht und der Gasschlupf reduziert werden. Besonders vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ethylen-Vinylester-Copolymer, einem Ethylen-Alkylacrylat-Copolymer oder Mischungen von zwei oder mehr davon, am meisten bevorzugt Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, Ethylen-Butylacrylat-Copolymer, EthylenVinylactetat-Copolymer und Mischungen von zwei oder mehr davon.
Darüber hinaus kann durch die Verwendung von α-Olefin-Vinylester-Copolymer und/oder α-Olefin-Alkylacrylat-Copolymer als Kunststoff in dem Gemisch des Treibladungsprojektils eine starke Staubentwicklung beim Auftreffen des Projektils auf ein Ziel signifikant verringert werden. Dies ist insbesondere bei Verwendung des Projektils in geschlossenen Räumen (etwa ein Schießstand) vorteilhaft. Besonders vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ethylen-Vinylester-Copolymer, einem Ethylen-Alkylacrylat-Copolymer oder Mischungen von zwei oder mehr davon, am meisten bevorzugt Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, Ethylen-Butylacrylat-Copolymer, Ethylen-Vinylactetat-Copolymer und Mischungen von zwei oder mehr davon.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist das thermoplastische Elastomer ein α-Olefin-Vinylester-Copolymer. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass der Vinylester ein Vinylacylester, vorzugsweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylvalerat, Vinylhexanoat, Vinylheptanoat, Vinyloctanoat, Vinylnonanoat, oder Vinyldeacnoat, ist. In diesem Zusammenhang kann ferner vorgesehen sein, dass α-Olefin eines oder mehrere aus Ethylen (das in diesem Zusammenhang als α-Olefin verstanden werden soll) Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Decen, 1-Undecen, 1-Icosen, und 1-Docosen ist. Die Verwendung von Olefin-Vinylester-Copolymeren als Kunststoff ist aufgrund der Feuchteresistenz dieser Materialen vorteilhaft. Viele Kunststoffe, etwa Polyamide, sind dafür bekannt, Wasser in Form von Luftfeuchtigkeit aufzunehmen. Solche Kunststoffe müssen daher vor dem Spritzguss getrocknet werden müssen. Der verbleibende Wassergehalt hat einen signifikanten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Erzeugnisses. Die Verwendung von Olefin-Vinylester-Copolymeren, die feuchteresistent sind, verringert daher eine ungewollte Varianz in den mechanischen Eigenschaften des Treibladungsprojektils aufgrund von Umwelteinflüssen während der Fertigung. Ebenso sind α-Olefin-Vinylester-Copolymere vorteilhaft aufgrund ihrer Stabilität gegenüber UV-Strahlung.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Vinylester in dem α-Olefin-Vinylester-Copolymer mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 3 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 4 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 6 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 7 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 8 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 9 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des α-Olefin Vinylester-Copolymers. In diesen Mengen können besonders gute mechanischen Eigenschaften und eine besonders gute Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Vinylester in dem α-Olefin-Vinylester-Copolymer höchsten 50 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 45 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 40 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 35 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 30 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 28 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 26 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 24 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 22,5 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 20 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 19 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 18 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des α-Olefin-Vinylester-Copolymers. In diesen Mengen können besonders gute mechanischen Eigenschaften und eine besonders gute Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Vinylester in dem α-Olefin-Vinylester-Copolymer von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 19 Gew.-%, vorzugsweise 9 bis 18 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des α-Olefin-Vinylester-Copolymers. In diesen Mengenbereichen können die besten mechanischen Eigenschaften und die beste Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist das thermoplastische Elastomer ein Ethylen-Vinylester-Copolymer. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass der Vinylester ein Vinylacylester, vorzusgweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylvalerat, Vinylhexanoat, Vinylheptanoat, Vinyloctanoat, Vinylnonanoat, oder Vinyldecanoat, ist.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Vinylester in dem Ethylen-Vinylester-Copolymer mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 3 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 4 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 6 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 7 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 8 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 9 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Ethylen-Vinylester-Copolymers. In diesen Mengen können besonders gute mechanischen Eigenschaften und eine besonders gute Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Vinylester in dem Ethylen-Vinylester-Copolymer höchsten 50 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 45 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 40 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 35 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 30 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 28 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 26 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 24 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 22 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 20 Gew.-96, vorzugsweise höchsten 19 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 18 Gew.-96, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Ethylen-Vinylester-Copolymers. In diesen Mengen können besonders gute mechanischen Eigenschaften und eine besonders gute Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Vinylester in dem Ethylen-Vinylester-Copolymer von 1 bis 50 Gew.-96, vorzugsweise 2 bis 45 Gew.-96, vorzugsweise 3 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-96, vorzugsweise 6 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 19 Gew.-%, vorzugsweise 9 bis 18 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Ethylen-Vinylester-Copolymers. In diesen Mengenbereichen können die besten mechanischen Eigenschaften und die beste Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist das thermoplastische Elastomer ein α-Olefin Alkylacrylat-Copolymer. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die in dem Alkylacrylat enthaltene Alkylgruppe C₁ bis C_10-Alkyl, vorzugsweise C₁ bis C₆-Alkyl, besonders bevorzugt C₂ bis C₅-Alkyl, darüber hinaus bevorzugt C₂ bis C₄-Alkyl ist. In diesem Zusammenhang kann ferner vorgesehen sein, dass α-Olefin eines oder mehrere aus Ethylen (das in diesem Zusammenhang als α-Olefin verstanden werden soll) Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Decen, 1-Undecen, 1-Icosen, und 1-Docosen.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Alkylacrylat in dem α-Olefin-Alkylacrylat-Copolymer mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 3 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 4 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 5 Gew.-96, vorzugsweise mindestens 6 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 7 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 8 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 9 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des α-Olefin Alkylacrylat-Copolymers. In diesen Mengen können besonders gute mechanischen Eigenschaften und eine besonders gute Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Alkylacrylat in dem α-Olefin-Alkylacrylat-Copolymer höchsten 50 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 45 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 40 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 35 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 30 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 28 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 26 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 24 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 22,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des o-Olefin-Alkylacrylat-Copolymers. In diesen Mengen können besonders gute mechanischen Eigenschaften und eine besonders gute Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Alkylacrylat in dem α-Olefin-Alkylacrylat-Copolymer von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 9 bis 22,5 Gew.-%, vorzugsweise 18 bis 22.5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des α-Olefin-Alkylacrylat-Copolymers. In diesen Mengenbereichen können die besten mechanischen Eigenschaften und die beste Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist das thermoplastische Elastomer ein Ethylen-Alkylacrylat-Copolymer. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die in dem Alkylacrylat enthaltene Alkylgruppe C₁ bis C₁₀-Alkyl, vorzugsweise C₁ bis C₆-Alkyl, besonders bevorzugt C₂ bis C₅-Alkyl, darüber hinaus bevorzugt C₂ bis C₄-Alkyl ist. Besonders bevorzugt ist, dass das thermoplastische Elastomer Ethylen-Butylacrylat-Copolymer ist.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Alkylacrylat in dem Ethylen-Alkylacrylat-Copolymer mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 3 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 4 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 6 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 7 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 8 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 9 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Ethylen-Alkylacrylat-Copolymers. In diesen Mengen können besonders gute mechanischen Eigenschaften und eine besonders gute Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Alkylacrylat in dem Ethylen-Alkylacrylat-Copolymer höchsten 50 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 45 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 40 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 35 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 30 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 28 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 26 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 24 Gew.-%, vorzugsweise höchsten 22,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Ethylen-Alkylacrylat-Copolymers. In diesen Mengen können besonders gute mechanischen Eigenschaften und eine besonders gute Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Alkylacrylat in dem Ethylen Alkylacrylat-Copolymer von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 9 bis 22,5 Gew.-%, vorzugsweise 18 bis 22.5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Ethylen-Alkylacrylat-Copolymers. In diesen Mengenbereichen können die besten mechanischen Eigenschaften und die beste Präzision des Treibladungsprojektils erreicht werden.
In einer weiteren beispielhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Projektils weist das Gemisch eine Dichte von 4 bis 12 g/cm3, insbesondere von 4,5 bis 7 g/cm³ oder von 5,5 bis 6,5 g/cm3, besonders bevorzugt 5,9 bis 6,2 g/cm³ auf. Die Dichte kann hierbei nach DIN EN ISO 1183-1 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) bestimmt werden. Gegenüber bekannten Projektilen aus Metall-Kunststoff-Gemischen besitzt das erfindungsgemäße Projektil eine deutlich höhere Dichte unter Bereitstellung einer gewünschten Duktilität. Im Ergebnis liefert das erfindungsgemäße Projektil eine deutlich verbesserte Präzision.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Zugfestigkeit im Zugversuch nach ISO 527-1 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) von 3 MPa bis 15 MPa, vorzugsweise 4 MPa bis 10 MPa, darüber hinaus bevorzugt 5 MPa bis 8,5 MPa, besitzt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Bruchdehnung im Zugversuch nach ISO 527-1 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) von 0,3 96 bis 3 %, vorzugsweise 0,5 % bis 2,5 %, darüber hinaus bevorzugt 0,6 % bis 2,1 %, besitzt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Gemisch ein E-Modul im Zugversuch nach ISO 527-1 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) von 800 MPa bis 1.800 MPa, vorzugsweise 900 MPa bis 1.600 MPa, besitzt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Gemisch ein Biegemodul im Biegeversuch nach ISO 178 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) von 1.300 MPa bis 12.000 MPa, vorzugsweise 1.450 MPa bis 1.900 MPa, besitzt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Biegefestigkeit im Biegeversuch nach ISO 178 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) von 10 MPa bis 20 MPa, vorzugsweise 12 MPa bis 15 MPa, besitzt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Bruchdehnung im Biegeversuch nach ISO 178 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) von 1 % bis 4 %, vorzugsweise 1,5 % bis 3 %, besitzt.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Härte Shore D von 50 bis 80, vorzugsweise 60 bis 68, besitzt
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine scheinbare Viskosität von 100 Pas bis 1000 Pas bei einer scheinbaren Scherrate von 10 bis 100 1/s bei 180 °C gemäß ISO 11443 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) hat.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine scheinbare Viskosität von 10 Pas bis 500 Pas bei einer scheinbaren Scherrate von 100 bis 1000 1/s bei 180 °C gemäß ISO 11443 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) hat.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Gemisch einen Glasübergang von 30 bis 40 °C nach DSC hat.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Peakschmelztemperatur von 90 bis 100 °C nach DSC hat.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Schmelzenthalpie von 2 bis 3 J/g nach DSC hat.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Kristallisationstemperatur von 75 bis 85 °C nach DSC hat.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Enthalpie von 2 bis 2,5 J/g nach DSC hat.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Gemisch eine Kristallisationstemperatur von 400 bis 450 °C nach DSC hat.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Treibladungsprojektils ist dessen Oberfläche zumindest bereichsweise mechanisch und/oder chemisch behandelt, insbesondere beschichtet, insbesondere lackiert oder galvanisch beschichtet.
Das Treibladungsprojektil ist aus einem mittels Extrusion gebildeten Gemisch aus Metall und Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer, hergestellt. Dabei kann das Metall beispielsweise in Pulver-Form und/oder der Kunststoff in GranulatForm bereitgestellt sein, wobei Metall-Pulver und Kunststoff-Granulat zu einem insbesondere homogenen Gemisch vermengt sein können.
Das Treibladungsprojektil kann eine Anspritzstelle für das Metall-Kunststoff-Gemisch umfassen, dessen Oberfläche sich von einer benachbarten Oberfläche des Treibladungsprojektils unterscheidet. Das erfindungsgemäße Treibladungsprojektil kann daher mittels bekannter Spritzguss-Werkzeuge hergestellt sein und sich die Vorteile der Spritzguss-Technologie zunutze machen. Das Metall und/oder der Kunststoff, insbesondere das thermoplastische Elastomer, können/kann eine oder mehrere der oben genannten Eigenschaften haben. Als Anspritzstelle kann gemäß der vorliegenden Erfindung diejenige Stelle an dem Treibladungsprojektil bezeichnet werden, die durch Entfernen des beim Spritzgießen des erfindungsgemäßen Gemisches entstehenden Anguss an dem Treibladungsprojektil sichtbar ist. Der Anguss ist im Allgemeinen ein beim Spritzgießen der Teil des Spritzlings, welcher nicht zum Formteil gehört und durch die in Zuführungskanälen zur Spritzgussform geführte Gemisch-Schmelze entsteht. Der Anguss kann beispielsweise in Handarbeit durch Abschlagen oder Scheren oder durch sonstige mechanische Nachbearbeitung entfernt werden. Das Resultat ist eine an der Treibladungsprojektiloberfläche sichtbare Anspritzstelle.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist (d.h. insbesondere, dass Ausführungsformen, die hierin für das Treibladungsprojektil beschreiben sind, auch Ausführungsformen für das Projektil sind, solange sie den das Projektil kennzeichnenden Merkmalen nicht widersprechen), ist ein Projektil, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, bereitgestellt, wobei das Projektil aus einem Gemisch gefertigt ist, das Metall und 2 bis 15 Gew.-% α-Olefin-Vinylester-Copolymer, bezogen auf das Gesamtgewicht des Projektils, umfasst.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung dieses erfindungsgemäßen Projektils, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, kann insbesondere vorgesehen sein, dass das α-Olefin-Vinylester-Copolymer ein Ethylen-Vinylactetat-Copolymer mit einem Anteil an Vinylacetat von 6 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Ethylen-Vinylactetat-Copolymers, ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung dieses erfindungsgemäßen Projektils, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, ist vorgesehen, dass das das Metall in einer Menge von 85 bis 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, in dem Projektil enthalten ist.
Weitere im Zusammenhang mit dem Projektil bevorzugte α-Olefin-Vinylester-Copolymere, bevorzugte Anteile an Vinylester in dem Copolymer, bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich des Metalls, bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich der Eigenschaften des Gemischs sowie weitere bevorzugte Ausführungsformen werden im Vorangehenden unter Bezugnahme auf das Treibladungsprojektil beschrieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist (d.h. insbesondere, dass Ausführungsformen, die hierin für das Treibladungsprojektil beschreiben sind, auch Ausführungsformen für das Projektil sind, solange sie den das Projektil kennzeichnenden Merkmalen nicht widersprechen), ist ein Projektil bereitgestellt, wobei das Projektil, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, aus einem Gemisch gefertigt ist, das Metall und 2 bis 15 Gew.-% thermoplastisches Elastomer, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, umfasst, wobei das Metall in dem Projektil in Form von Partikeln vorliegt und die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 5 bis 100 µm, und/oder einen D10 von 2 bis 65 µm, und/oder einen D90 von 10 bis 150 µm haben.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung dieses erfindungsgemäßen Projektils, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Metall in dem Projektil in Form von Partikeln vorliegt und eine Breite der Größenverteilung der Partikel von 1 bis 6 ist.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung dieses erfindungsgemäßen Projektils, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, ist vorgesehen, dass das das Metall in einer Menge von 85 bis 98 Gew.-96, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, in dem Projektil enthalten ist.
Weitere im Zusammenhang mit dem Projektil bevorzugte Kunststoffe, bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich des Metalls, bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich der Eigenschaften des Gemischs sowie weitere bevorzugte Ausführungsformen werden im Vorangehenden unter Bezugnahme auf das Treibladungsprojektil beschrieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist Munition, umfassend ein erfindungsgemäßes Treibladungsprojektil oder ein erfindungsgemäßes Projektil, bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Treibladungsprojektils oder eines erfindungsgemäßen Projektils, bereitgestellt.
Gemäß dem Verfahren werden Kunststoff-Granulat, insbesondere Granulat eines thermoplastischen Elastomers, und Metallpulver bereitgestellt. Das KunststoffGranulat und das Metallpulver werden vermengt und anschließend mittels Extrusion in eine die Außenform des Projektils bildende Spritzgussform eingebracht. Dabei kann der Spritzdruck so lange aufrecht gehalten werden, bis das Gemisch in der Spritzgussform erkaltet und insbesondere erstarrt ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Spritzgussform erst dann geöffnet wird, wenn das Gemisch vollständig erstarrt ist und das Projektil vollständig entformt ist.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass das bereitgestellte Metallpulver, insbesondere da Kupferpulver, eine Schüttdichte von 2 bis 3 g/cm³ hat, alternativ eine Schüttdichte von 3 bis 4 g/cm3 hat, alternativ eine Schüttdichte von 4 bis 5 g/cm³ hat.
Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass ein Gemisch von zwei oder mehr verschiedenen Metallpulvern bereitgestellt wird, die sich hinsichtlich ihrer Schüttdichte voneinander unterscheiden.
In einer weiteren beispielhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass das Granulat eine Dichte von 4 bis 12 g/cm3, insbesondere von 4,5 bis 7 g/cm³ oder von 5,5 bis 6,5 g/cm³, besonders bevorzugt 6,0 bis 6,3 g/cm3 aufweist. Die Dichte kann hierbei nach DIN EN ISO 1183-1 (in der zum Zeitpunkt der Anmeldung gültigen Form) bestimmt werden.
Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
Die in der vorstehenden Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19924747 A1 [0004]
US 6158351 A [0005]

Claims

Treibladungsprojektil, wobei das Treibladungsprojektil aus einem Gemisch gefertigt ist, das Metall und 2 bis 15 Gew.-% Kunststoff, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, umfasst.
Treibladungsprojektil nach Anspruch 1, wobei das Metall in einer Menge von 85 bis 98 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, in dem Treibladungsprojektil enthalten ist.
Treibladungsprojektil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Eisen, Zink, Zinn, Magnesium, Wolfram, Hartmetall, Sintermetall und Mischungen davon.
Treibladungsprojektil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Metall in dem Treibladungsprojektil in Form von Partikeln vorliegt, wobei die Partikel vorzugsweise eine sprazige, lamellare, dendritische oder sphärische Morphologie haben oder in einem Gemisch von zwei oder mehr dieser Morphologien vorliegen.
Treibladungsprojektil nach Anspruch 4, wobei die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 5 bis 100 µm, und/oder einen D10 von 2 bis 65 µm, und/oder einen D90 von 10 bis 150 µm haben.
Treibladungsprojektil nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Breite der Größenverteilung der Partikel von 1 bis 6 ist, wobei die Breite der Größenverteilung als (D90 - D10)/D50 definiert ist.
Treibladungsprojektil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kunststoff ein thermoplastisches Elastomer ist.
Treibladungsprojektil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kunststoff ausgewählt ist aus einem α-Olefin-Vinylester-Copolymer, einem α-Olefin-Alkylacrylat-Copolymer oder Mischungen von zwei oder mehr davon.
Treibladungsprojektil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kunststoff ausgewählt ist aus einem Ethylen-Vinylester-Copolymer, einem Ethylen-Alkylacrylat-Copolymer oder Mischungen von zwei oder mehr davon.
Treibladungsprojektil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kunststoff ausgewählt ist aus Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, Ethylen-Butylacrylat-Copolymer, Ethylen-Vinylactetat-Copolymer und Mischungen von zwei oder mehr davon.
Treibladungsprojektil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gemisch eine Dichte von 4 bis 12 g/cm3 aufweist.
Treibladungsprojektil, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Treibladungsprojektil aus einem mittels Extrusion gebildeten Gemisch aus Metall und Kunststoff hergestellt ist und eine Anspritzstelle für das Metall-Kunststoff-Gemisch aufweist, dessen Oberfläche sich von einer benachbarten Oberfläche des Projektils unterscheidet.
Treibladungsprojektil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dessen Oberfläche zumindest bereichsweise mechanisch und/oder chemisch behandelt ist, insbesondere beschichtet ist, insbesondere lackiert oder galvanisch beschichtet.
Projektil, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, wobei das Projektil aus einem Gemisch gefertigt ist, das Metall und 2 bis 15 Gew.-% α-Olefin-Vinylester-Copolymer, bezogen auf das Gesamtgewicht des Projektils, umfasst.
Projektil, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, nach Anspruch 14, wobei das α-Olefin-Vinylester-Copolymer ein Ethylen-Vinylactetat-Copolymer mit einem Anteil an Vinylacetat von 9 bis 18 Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Ethylen-Vinylactetat-Copolymers, ist.
Projektil, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, wobei das Projektil aus einem Gemisch gefertigt ist, das Metall und 2 bis 15 Gew.-% thermoplastisches Elastomer, bezogen auf das Gesamtgewicht des Treibladungsprojektils, umfasst, wobei das Metall in dem Projektil in Form von Partikeln vorliegt und die Partikel einen Mediandurchmesser D50 von 5 bis 100 µm, und/oder einen Die von 2 bis 65 µm, und/oder einen D90 von 10 bis 150 µm haben.
Projektil, insbesondere Treibladungsprojektil oder Druckluftprojektil, nach Anspruch 16, wobei das Metall in dem Projektil in Form von Partikeln vorliegt und eine Breite der Größenverteilung der Partikel von 1 bis 6 ist, wobei die Breite der Größenverteilung als (D90 - D10)/D50 definiert ist.
Munition, umfassend ein Treibladungsprojektil nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder ein Projektil nach einem der Ansprüche 14 bis 17.
Verfahren zum Herstellen eines Treibladungsprojektils nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder eines Projektils nach einem der Ansprüche 14 bis 17\, bei dem Kunststoff-Granulat und Metallpulver bereitgestellt werden, das Kunststoff-Granulat und das Metallpulver vermengt werden und anschließend mittels Extrusion in eine die Außenform des Projektils bildende Spritzgussform eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 19, das derart eingerichtet ist, dass es das Treibladungsprojektil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 oder das Projektil nach einem der Ansprüche 14 bis 17 herstellt.