DE1031184B

DE1031184B - Pulverladung in Patronen

Info

Publication number: DE1031184B
Application number: DEA23216A
Authority: DE
Inventors: Albert Augustin Alexand Darche
Original assignee: Activa Ibera S A
Current assignee: Activa Ibera S A
Priority date: 1954-08-13
Filing date: 1955-08-10
Publication date: 1958-05-29
Also published as: FR73312E; BE540530A; FR73310E; FR1210609A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Anordnung der Pulverladung in Patronen für Schußwaffen, und sie bezweckt, die Abnutzung der Schußwaffen zu vermindern, ohne die ballistischen Eigenschaften zu verändern oder sie gar herabzusetzen.

Bekannt sind Pulverladungen, die in zwei getrennte Ladungen aufgeteilt sind, und zwar in eine innere Hauptladung und eine Nebenladung, die rinfgörmig und konzentrisch über eine bestimmte Länge der Hauptladung um diese herumliegt.

Die Hauptladung besteht im allgemeinen aus einem Nitroglyzerinpulver hoher Brisanz. Zusätzlich kann noch eine Ladung geringerer Energie im Bereich des Zündhütchens angeordnet sein.

Bekannt sind Patronen mit mehreren konzentrisch ineinanderliegenden, allseitig geschlossenen, mit Pulver gefüllten, unverbrennlichen Rohren, die nur durch kleine Bohrungen an den versetzten Enden der Rohre Verbindungen zueinander aufweisen. Die äußere Ringladung wird zuerst gezündet, darauf hintereinander die inneren Ladungen. Der Zweck dieser Ladungsunterteilung ist, trotz angestrebter Steigerung der Geschoßgeschwindigkeit den Gewehrlauf zu schonen, indem die sukzessiven Verbrennungen den Gasdruck nicht auf eine schädliche Höhe steigern, sondern nur die Dauer des auf das Geschoß wirkenden Gasdruckes verlängern.

Bei anderen Patronen ist vom Zünder im Patronenboden nach vorn ein zentrales, Pulver enthaltendes Rohr geführt, das von der Hauptladung umgeben ist und mit diesem nur vorn eine Verbindung aufweist. Zuerst brennt also die Ladung im zentralen Rohr nach vorn ab und zündet dann die äußere Hauptladung. Auch hier wird die Dauer der Verbrennung bei mäßigem Druck verlängert.

Der Gasdruck ist bei diesen Patronen mit schrittweiser Zündungsübertragung somit geringer als bei gleichzeitiger Zündung aller Teilladungen. Bei der erfindungsgemäßen Patrone verbrennen die konzentrisch angeordneten, getrennten Teilladungen zwar gleichzeitig, jedoch wird die dabei um so dringlicher zu wahrende Schonung des Laufes dadurch gewährleistet, daß die Hauptladung von hinten her gezündet wird und beide Ladungen verschiedene Zusammensetzungen solcher Art aufweisen, daß die Verbrennungstemperatur der Nebenladung niedriger als die der Hauptladung ist. Dabei schirmt die mit niederer Temperatur verbrennende äußere Ladung die Laufwandung gegen die heißen Verbrennungsgase der inneren Hauptladung ab. Dies wird laut Erfindung dadurch erreicht, daß der Austrittsquerschnitt für die Gase der Hauptladung und für die Gase der Nebenladung und andererseits die Verbrennungscharakteristik der beiden Ladungen so bestimmt sind, daß während der Dauer der Verbrennung die von der Nebenladung entwickelten Gase sich im Überdruck gegenüber den von der Hauptladung entwickelten Gase befinden.

Pulverladung in Patronen

Anmelder:
Activa Ibera S.A., Genf (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. Dr. jur. F. Lehmann, Patentanwalt, München 5, Papa-Schmid-Str. 1

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 13. August 1954

Albert Augustin Alexandre Darche,

Bondy, Seine (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

Dabei wird weiterhin durch die Erfindung die wichtige Bedingung erfüllt, daß Hauptladung und Nebenladung" die gleiche Verbrennungsdauer aufweisen.

Bei den an sich schwer zu analysierenden Verbrennungsvorgängen innerhalb der Pulverladungen von Schußwaffenmunition wirken nebeneinander mechanische, Erosions- und physikalisch-chemische Vorgänge wie Korrosion.

Bei automatischen Schußwaffen erhöht das Schießen die Erosion, indem die Erwärmung der angegriffenen Teile sich stark der Verbrennungstemperatur des Pulvers nähert. Die Verbrennungstemperatur ist ein Faktor, der die Anwendungsmöglichkeit begrenzt. Die Wandung des Rohres widersteht dann noch weniger den kombinierten mechanischen und chemischen Einflüssen, deren Nebeneinanderbestehen durch die Dauer des Schießvorganges vergrößert wird.

Die Abnutzung ist im allgemeinen am größten zu Beginn der Bewegung des Geschosses im Rohr, und zwar einmal wegen des Druckes, der sehr schnell auf sein Maximum anwächst, und weiterhin unter dem Einfluß der gesamten, sehr verwickelten Vorgänge.

Als einen geeigneten Wert hinsichtlich der ringförmigen Nebenladung kann man folgendes zugrunde legen: Die Nebenladung kann sich auf die ganze Länge der Hauptladung erstrecken, sie kann sich auch nur auf eine bestimmte Länge der Hauptladung erstrecken, und zwar in diesem Falle auf den vorderen Teil der Hauptladung, d. h. den Teil, der auf das Geschoß zu hegt.

Im ersteren Falle ist die Innenwandung des Rohres von den Gasen der Hauptladung isoliert. Im zweiten Falle ist die Isolierung der Innenwandung des Rohres nur auf einem gewissen Teil des Durchganges des Geschosses

80-9 528/104

durch das Rohr gegeben. Dies bedeutet im allgemeinen keinen Nachteil. Andererseits wird die Isolierung der Innenwand durch eine radiale Verdichtung der isolierenden Gasschicht erreicht.

Man kann für die Hauptladung und für die Nebenladung jedes geeignete Schießpulver verwenden. Man
kann Röhrenpulver verwenden, wobei die äußeren Oberflächen und die Endflächen besonders behandelt sind, ^ωι ⁼
beispielsweise durch teilweise Denitrierung, die sich auf

eine bestimmte Tiefe erstreckt. Auf diese Weise werden 10 dies wird für f ₂ = f
die entwickelte Wärmemenge des Pulvers und die Verbrennungsgeschwindigkeit bestimmt.

Die Verwendung derartiger Schießpulver gestattet, ohne Vergrößerung des Maximaldruckes die Wärmemenge der gesamten Ladung zu erhöhen.

Bei den gewöhnlichen Schußwaffen verwendet man eine Pulverladung ω von einer Stärke f. - Gemäß der Erfindung kann man für dasselbe Rohr und dasselbe Geschoß eine Hauptladung Ct)₁ von einer Stärke Ladung kann auf den Mindestwert A₂ ω = α>₂ herabgesetzt werden, um das Rohr gegen die Wirkung der Gase der Hauptladung abzuschirmen.

Das Gewicht G)₁ der Hauptladung wird um so kleiner sein, je größer ihre Stärke f_x ist.

Man erhält

ω
—

Tx

O)₁ = (1 — A₂) ω —, /ι

ζ. B. mit A₂ = 0,15, f = 955 · 10³ und f_x = 1200 · 10³ erhält man Ct)₁ = 0,676 ω.

Für eine vergrößerte Geschoßgeschwindigkeit bedeutet das Totalgewicht Co₁ + co₂ der Ladung eine Verminderung von 17,4 °/o gegenüber einer gewöhnlichen Ladung.

Man kann das vorangehende Zahlenbeispiel präzisieren,

fx>f verwenden und eine Nebenladung ω₂ von der ao indem man beispielsweise ein Geschoß von einem GeStärke fz<.f- wicht p = 6,4 kg, eine Pulverladung ω = 3,2 g und eine Wenn man ein Pulver geringerer Energie verwendet als Dichte der Ladung Δ = 0,80, einen Höchstdruck P

= 3500 kg/cm², ein Rohrvolumen C = 20 dm³ und ein Volumen der Pulverkammer c' = 4 dm³ nimmt. Für ein

gewöhnlich für die Ladung Ct)₁ und ein Pulver höherer Energie für die Ladung ω₂, ist die entwickelte Wärme

menge im ganzen vermindert nach folgender Bedingung 25 klassisches Rohr wird die Anfangsgeschwindigkeit des

f (χ) -L. f _ω — fa) (i) Geschosses 965 m/sec sein.

¹¹²² ' Für ein vergleichbares Rohr gemäß der Erfindung mit

ohne das Gewicht der Ladung zu verändern, d. h.· einer Pulverkammer von 3,3 dm³ wird die Anfangs-

Ct)₁ + O)₂ = co. geschwindigkeit des Geschosses 1025 m/sec sein, was

Wenn andererseits die Dichte der Ladung ein wenig 30 einen Gewinn von 60 m/sec bedeutet. Die Vergrößerung

verändert ist, kann man dieselben ballistischen Eigen- der kinetischen Energie an der Mündung wird 13 % sein, schäften verwirklichen. Man kann also denselben Haupt

druck und dieselbe Anfangsgeschwindigkeit erreichen wie im Falle einer gewöhnlichen Ladung mit dem Vorteil einer weit geringeren Abnutzung des Rohres. Wenn man für die Teilladungen Cu₁ und Ct)₂

Ct)₁ = A₁Ct) und Ct)₂ = A₂ ω setzt, was für

^ωι + ^ω2 = ^ω ^un(i A₁ + ^₂ = 1 bedeutet, erhält man mit f, f_z und A₂

f =

Bei f, f_x und A₂ erhält man

fx-f

A,=

fi-f,

(2)

(3) Man kann für die Nebenladung ein Pulver mit sehr verminderter Verbrennungstemperatur verwenden und erhält doch kaum eine wesentliche Verminderung der Pulverenergie.

Wenn man für die Hauptladung ein starkes progressives

Pulver verwendet, kann man im allgemeinen für den gleichen Höchstdruck die Anfangsgeschwindigkeit um 10 bis 15°/o erhöhen, so daß man die Lebensdauer des Rohres um das Fünffache erhöht.

Dieses doppelte Resultat erhält man, ohne daß es notwendig ist, irgendeine Änderung am Rohr oder Geschoß oder am äußeren Umfang der Hülse bzw. Kartusche vorzunehmen.

Die Erfindung ist anwendbar praktisch bei allen Rohren, deren Geschosse in Patronenhülsen eingesetzt sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt dargestellt:

1 ist ein Geschoß, welches in die Patronenhülse 2 ein-

O)₁ + CO₂

Für eine solche Dichte der Ladung kann man also das Volumen d des Pulverraumes vermindern. Dieses wiederum gestattet, das Volumen des Bodenstückes zu vermindern, was besonders für Hinterlader interessant ist.

Andererseits kann man für das gleiche innere Volumen des Rohres C die ballistische Eigenschaft vergrößern

Wenn man wünscht, ist es möglich, die Gleichung (1) mit 5° gesetzt ist. Diese kann aus Messing oder Stahl bestehen. < ω zu erhalten. Im Inneren ist ein zylindrisches Rohr 3 eingesetzt, bei

spielsweise aus Stahl. Dieses zylindrische Rohr trennt einen Teil der Höhe des Pulverraumes in zwei Teile, und zwar ist der vordere Teil der Hauptladung 6 von dem Rohr 3 umschlossen. Es entsteht damit ein ringförmiger Raum 11 für die Unterbringung einer Nebenladung. Das Rohr 3 kann sich auch über die ganze Länge der Hülse 2, also damit der Hauptladung erstrecken.

Zusätzlich kann eine kleine Ladung Nitrozellulose-So pulver 13 im Bereich des Zündhütchens 14 vorgesehen sein. Das Rohr 3 ist in seinem Vorderteil kegelstumpfförmig ausgebildet. Es kann in seiner ganzen Länge einen Schlitz 4 tragen. Damit ist es federnd und kann elastisch

_ _ zusammengedrückt werden. Auf diese Weise kann das

l/p + 0,25 ω ■ Sie vergrößert sich noch bei Verminderung 65 Rohr 3 in das Innere der Hülse 2 eingeführt werden,
von ω. Das Rohr 3 weist einen Längsschnitt 4 auf, und man

Um soweit wie möglich das Totalgewicht co_x + ω₂ der kann seinen Umfang an drei gleichmäßig verteilten Pulverladung zu vermindern und andererseits ihre Ener- Stellen mit kopfförmigen Erhöhungen 5 versehen, die gie zu vergrößern, kann man für die Nebenladung co₂ sich an die Innenwandung des kegelstumpfförmigen vorein gewöhnliches Nitrozellulosepulver verwenden. Diese 70 deren Teiles der Hülse 2 anlegen.

Q =

Für den gleichen Höchstdruck kann man die Anfangsgeschwindigkeit vergrößern. Diese ist, wenn j> das Gewicht des Geschosses ist, umgekehrt proportional zu

Diese Erhöhungen können mit einem elastischen Material, wie Kautschuk, überzogen sein, so daß sich die Erhöhungen elastisch, aber mit Druck gegen die Innenwandung der Hülse 2 abstützen. Damit wird das geschlitzte Rohr 3 zentrisch gehalten, und zwar unbeweglich in der Längsrichtung im Inneren der Hülse 2.

Beim Zündvorgang wird zunächst die kleine Ladung 13 gezündet, und daraufhin verbrennen gleichzeitig die Hauptladung 6 und die Nebenladung 11.

Zwischen den Gasen der Hauptladung und den Gasen der Nebenladung entsteht eine wechselseitige Diffusion. Diese kann nur berechnet werden, wenn man gewisse vereinfachende Hypothesen einführt. In dem Rohr wird es sich um eine Diffusion zwischen zwei Gasen handeln. Die Mischung wird nicht während der ganzen Verbrennungsdauer konstant bleiben. Andererseits wird der Zustand laufend veränderlich sein.

Nur um eine Größenordnung festzulegen, daß man einen mittleren Wert erhält, wird angenommen, daß die größte Gasdiffusion an der Mündung ist. Sie wird ungefähr das Tausendfache derjenigen sein, die dieselben Gase in einer Sek. haben, wenn normale Druck- und Temperaturbedingungen zugrunde gelegt werden.

Die Wirkung der wechselseitigen Duffusion kann jedoch vernachlässigt werden. Man kann zugrunde legen, daß sie praktisch gleich Null ist im Bereich der Verbindungsstelle zwischen der Kammer und dem Rohr und im Anfangsbereich der Züge, wo die Abnutzung der Rohre im allgemeinen am größten ist.

Um einen wirksamen Schutz der Innenwandung des Rohres sicherzustellen, und zwar durch eine isolierende Gashülle mit einer verminderten Temperatur ist es notwendig, daß sich der Abfluß der Gase laminar erstreckt, und zwar mindestens auf eine bestimmte Länge.

Diese laminare Ausdehnung hält um so länger an, je höher die »Viskosität« der Gase ist. Diese »Viskosität« vergrößert sich mit der Temperatur, und ihr Anwachsen kann mit einer ziemlich großen Präzision vermittels der Formel von Sutherland berechnet werden. So wird z. B. zwischen 15 und 3000 Centigraden die »Viskosität« für CO₂ 5,76mal größer sein. Man läßt bei gewöhnlichen Drücken und in Übereinstimmung mit der kinetischen Theorie der Gase zu, daß die Viskosität nicht durch den Druck beeinflußt wird. Aber bei erhöhten Drücken wächst die Viskosität der Gase bedeutend, und sie kann nicht mehr vernachlässigt werden mit Bezug auf die internen molekularen Kräfte.

Ist der Druck = P, so wächst die Viskosität proportional auf P^a. Für die mittleren erhöhten Drücke ist der Wert α = 0,50. Für die hohen Drücke in den Rohren wird der Wert noch viel höher sein. Bei Zugrundelegung eines Wertes α = 0,75 für einen Druck von 2000 kg/cm² wird die »Viskosität« des Gases 300mal größer sein als die bei atmosphärischem Druck.

Die kritische Geschwindigkeit in den Rohren wird von der Größenordnung der Anfangsgeschwindigkeit abhängen.

Man kann ferner annehmen, daß beim Erfindungsgegenstand der laminare Ausstoß der Gase längere Zeit anhalten wird für die Gase der Hauptladung als für die Gase der Nebenladung. Das wird sich auf den größten Teil der Länge des Rohres erstrecken. Auf jeden Fall wird dieses auf seiner ganzen Länge vor der Abnutzung stark geschützt sein.

Claims

P ATE N TA N S P R C C H E

1. Pulverladung in Patronen hinter dem Geschoß, die aus einer inneren Hauptladung und einer konzentrisch um sie angeordneten und über eine bestimmte Länge der Hauptladung sich erstreckenden Nebenladung besteht, die beide durch ein Rohr aus unverbrennbarem Stoff getrennt sein können, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptladung (6) von hinten her gezündet wird und beide Ladungen verschiedene Zusammensetzungen solcher Art aufweisen, daß die Verbrennungstemperatur der Nebenladung (11) niedriger als die der Hauptladung (6) ist.

2. Pul verladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsquerschnitt für die Gase der Hauptladung und für die Gase der Nebenladung und andererseits die Verbrennungscharakteristik der beiden Ladungen so bestimmt sind, daß während der Dauer der Verbrennung die von der Nebenladung (11) entwickelten Gase sich im Überdruck gegenüber den von der Hauptladung (6) entwickelten Gase befinden.

3. Pulverladung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Hauptladung (6) und Nebenladung (11) die gleiche Verbrennungsdauer aufweisen.

4. Pulverladung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine kleine Übertragungsladung (13) größerer Verbrennungsgeschwindigkeit als die der Haupt- und Nebenladung in Berührung mit dem Zünder (14) angeordnet ist.

5. Pulverladung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Hauptladung (6) von der Nebenladung (11) trennende Rohr (3) auf seiner ganzen Länge geschlitzt (4) ist und eine ringförmige Feder bildet, wobei es auf seinem Umfang gleichmäßig verteilt knopfförmige Erhöhungen (5) trägt, die mit einer elastischen Schicht, wie Kautschuk, überzogen sein können und sich an dem zylindrischen und dem kegelstumpfförmig eingezogenen Teil der Patronenhülse (2) anlegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 21938, 622 923;
französische Patentschrift Nr. 815 871;
USA.-Patentschrift Nr. 654 471.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen