DE1246474B

DE1246474B - Zerfallgeschoss fuer Geschuetze

Info

Publication number: DE1246474B
Application number: DEK50453A
Authority: DE
Inventors: Josef Hoyer; Dipl-Chem Dr Hellmut Gaebler; Dipl-Chem Dr Joachim Kandler
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1963-08-07
Filing date: 1963-08-07
Publication date: 1967-08-03
Also published as: NL6408929A; CH444715A; BE651563A; GB1071387A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F 42b

Deutsche Kl.: 72 d - 6

Nummer: 1246 474

Aktenzeichen: K 504531 c/72 d

Anmeldetag: 7. August 1963

Auslegetag: 3. August 1967

Die EriSndung bezieht sich auf ein Zerfallgeschoß für Geschütze, bestehend aus einer KunststofEhülle, die mit spezifisch schwerem Pulver eines Metalls, eines Metallgemisches oder einer Metallegierung gefüllt ist. Die zu lösende Aufgabe besteht darin, bei dem spezifisch schweren Pulver hohe Schüttdichte und möglichst hohe Korrosionsfestigkeit ζμ erreichen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das spezifisch schwere Pulver ein in an sich bekannter Weise durch Erstarrung aus dem Schmelzfluß gewonnenes Ferrosiliziumlegierungspulver mit mindestens etwa 8 Gewichtsprozent Silizium enthält und in einer Korngröße bis zu 0,4 mm, vorzugsweise von 0,044 bis 0,2 mm, vorliegt sowie mit einer Schüttdichte von 4,0 bis 7,0, vorzugsweise 5,0 bis 5,5 g/ccm abgefüllt ist.

Für militärische Zwecke wird als Übungs- bzw. Manövermunition für Geschütze eine sogenannte Zerfalls- oder Zerlegungsmunition verwendet, deren Geschoß gewichtsmäßig, d. h. hinsichtlich des Rückstoßes einem scharfen Geschoß entsprechen soll und wie dieses aus den üblichen Geschützrohren abgefeuert wird. Andererseits soll die Übungs- bzw. Manövermunition sofort nach Verlassen des Geschützrohres zerfallen, so daß bereits nach kurzer Entfernung von der Mündung keine Durchschlagswirkung mehr vorhanden ist.

Für Geschützmunition, d, h. bei Kalibern über 2 cm, beispielsweise von 4 Gm Durchmesser kommen Zerfallgeschosse aus Pulverpreßlingen nicht in Frage, zum einen, weil Geschosse dieser Größenordnung — insbesondere ohne Bindemittel ■— infolge des erforderlichen sehr hohen Preßdruckes nur schwierig verpreßbar sind, und zum anderen, weil der Pulverdruck bei Geschützen nicht ausreicht, um einen Pulverpreßling rechtzeitig, d, h, beim Verlassen des Geschützrohres, zerfallen zu lassen. Ein mit einem Bindemittel hergestellter Preßling würde überdies nicht die nötige Dichte erreichen, um das Gewicht des scharfen Geschosses zu erreichen.

Es ist jedoch schon bekannt, daß zur Herstellung derartiger Zerfallsmnnition eine Kunststoffhülle, beispielsweise aus Polyäthylen, die in Form und Größe genau einem echten Geschoß entspricht, mit einer Partonenhülse verbunden wird. Es ist weiter bekannt, daß dieser Hohlkörper aus Kunststoff derartig beschaffen sein muß, daß er bereits am Ende des Geschützrohres bzw. sofort nach Verlassen desselben zerfällt und keine scharfen Splitter ergibt. Das echte Geschoß besteht zum großen Teil aus Eisen bzw. Stahl und hat dadurch eine mittlere Dichte in der Größenordnung von 4,0 bis 7,0, insbesondere Zerfallgeschoß für Geschütze

Anmelder:

Knapsack Aktiengesellschaft,
Hürth-Knapsack

Als Erfinder benannt:

Josef Hoyer, Karlsruhe;

Dipl.-Chem. Dr. Hellmut Gäbler, Knapsack;

Dipl.-Chem. Dr. Joachim Kandier,

Lechenich bei Köln

von 5,0 bis 5,5 g/ccm. Es ist weiter bekannt, daß man zur Erreichung dieser Dichten die Kunststoffhülle mit einem Metallpulver füllt, welches sich nach dem Zerfall der Kunststoffhülle in eine Wolke auflöst.

An derartige Füllstoffe werden eine Reihe von Anforderungen gestellt, die besagen, daß das Material das Geschützrohr möglichst wenig verschheßen soll, daß es, z.B. im HinbHck auf die Lagerungsbeständigkeit, eine befriedigende Tropenfestigkeit, d. h. Korrosionsbeständigkeit, aufweisen soll, daß es bereits nach einigen Metern, beispielsweise 20 bis 40 m, keinerlei Durchschlagswirkung mehr zeigen soll, daß sich vor der "Mündung bei wiederholtem Schießen keine schwebenden Wolken bilden dürfen und daß es schließhch möglichst preiswert sein soll, da eine Rückgewinnung des Materials nicht in Frage kommt.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß Metall- oder Legierungspulver, die durch Erstarrung aus dem Schmelzfluß in feiner Verteilung erhalten werden, als Füllstoff für Zerfallsmunition besonders gut geeignet sind. Die Erstarrung aus dem Schmelzfluß in feiner Verteilung, die beispielsweise durch Verdüsen mit Wasser, Wasserdampf, Luft, Stickstoff od, dgl. oder auch durch eine andere nachfolgend beschriebene Art der Zerstäubung erfolgen kann, bewirkt, daß die Teilchen eine abgerundete Foxm haben und die Oberfläche passiviert und damit korrosionsbeständig ist. Diese Pulver erfüllen daher in ausgezeichneter Weise die Forderung nach Tropenfestigkeit. Trotz der schützenden Kunststoffhülle ist es'von ausschlaggebender Bedeutung, daß die ans dem Schmelzfluß zerstäubten, als Füllstoff in Zerfallgeschossen für Geschütze verwendeten Melall-

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oder Legierungspulver viel korrosionsfester sind als gemahlene Pulver, denn die bekannten Kunststoffhüllen sind bei wechselnden atmosphärischen Bedingungen und Temperaturen nicht vollkommen gasdicht. Nahezu alle Kunststoffe sind mehr oder weniger für Wasserdampf durchlässig. Als Folge davon backt ein nicht rostfreies, gemahlenes Pulver in einem solchen Zerfallgeschoß durch Korrosion zusammen, wenn die Übungsmunition, z. B. in den Tropen, bei Temperaturen von etwa 50° C und in feuchter Luft monatelang lagert. Dies ist äußerst schädlich, weil beim Schießen die Gefahr besteht, daß der Inhalt nicht mehr staubförmig zerfällt.

Die erfindungsgemäßen Teilchen können beispielsweise auch durch das Schoopsche Metallspritzverfahren (vgl. H. Römpp, Chemie Lexikon, 1962, S. 3187) erhalten werden, wodurch es möglich ist, verschiedene Stoffe von stark unterschiedlichen Schmelzpunkten zu einem einheitlichen Gemenge zu verteigen. Die versprühten Stoffe bilden hierbei kugelige, oberflächenpassivierte und korrosionsbeständige erstarrte Tröpfchen. Da die Flugweite eines Stoffes auch von dessen Dichte abhängig ist, beobachtet man beim Verblasen einer heterogenen Mischung eine langgezogene Flugbahn, wobei die schweren Stoffe weiter fliegen, während ein nach dem Metallspritzverfahren erhaltenes verdüstes Gemenge und natürlich erst recht eine verdüste Legierung zur Bildung gedrängter und gleichmäßig absinkender Wolken führen.

Als Folge ihrer runden Form setzen sich die Teilchen in der Luft vor der Rohrmündung schnell ab und bilden keine stehenden Wolken.

Überraschenderweise hat sich weiter gezeigt, daß die Pulver mit abgerundeten Teilchen den Verschleiß des Geschützrohres gegenüber den durch Mahlung erhaltenen Pulvern stark herabsetzen, was von entscheidender technischer und wirtschaftlicher Bedeutung ist. Dies kommt daher, daß der Geschoßmantel aus Kunststoff durch die Füllung mit runden, glatten Teilchen im Innern weniger stark als durch eine Füllung mit gemahlenem, kantigem Pulver beansprucht wird und deshalb mit größter Sicherheit erst am Rohrende zerreißt. Selbst bei einem unerwünschten, gelegentlich vorzeitig eintretenden Zerfall des Ubungs- bzw. Manövergeschosses im Geschützrohr tritt ein wesentlich geringerer Verschleiß ein als bei Verwendung von gemahlenen Pulvern, da die Reibung der abgerundeten Teilchen mit der Rohrwand wesentlich geringer ist.

Durch geeignete Begrenzung der oberen Korngröße kann die Reichweite bzw. Durchschlagwirkung beliebig den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden.

Es ist ferner angestrebt, daß durch geeignete Auswahl der Korngröße und Verwendung von Pulvern der erforderlichen Dichte bzw. Mischung entsprechender Pulver eine Schüttdichte erreicht wird, die der Zerfallsmunition das Gewicht eines scharfen Geschosses verleiht. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß mit kugeligen Pulvern höhere Schüttdichten erreicht werden können als mit gemahlenen Pulvern, d. h. daß die Raumerfüllung bei Verwendung kugeliger Teilchen höher ist. Beispielsweise hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein Ferrosiliziumlegierungspulver mit etwa 15% Si zu verwenden, das durch Zerstäubung aus dem Schmelzfluß und anschließende Erstarrung erhalten worden ist.

Mit einem verdüsten Ferrosilizium können je nach Kornaufbau Schüttdichten von 4,1 bis 4,8 erreicht werden. Unter Schüttdichte wird dabei hier und an allen folgenden Stellen die Dichte verstanden, die sich nach einem längeren Rütteln oder Stampfen der Füllung als dichteste Packung einstellt. Die so definierte Schüttdichte kann gegebenenfalls auch als Rüttel- oder Stampfdichte bezeichnet werden. Schüttdichten von 4,1 bis 4,8 entsprechen einer Raumerfüllung von etwa 60 bis 70%. Die Raumerfüllung gemahlener Pulver, beispielsweise von Ferrosiliziumpulvern mit dem gleichen Si-Gehalt, Hegt dagegen bei 50 bis 60%, wodurch die Schüttdichten entsprechend geringer sind. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die durch Erstarrung aus dem Schmelzfluß in feiner Verteilung erhaltenen Pulvern mit Anteilen schwererer Pulver wie Nickel, Blei, Kupfer od. dgl. gemischt werden, um erforderhchenfalls eine noch höhere Schüttdichte zu. erreichen. Diese Elemente können jedoch auch als Legierungsbestandteile enthalten sein. Als günstig hat es sich beispielsweise erwiesen, Ferrosilizium mit Kupfer und/oder Nickel zu legieren, wodurch die Dichte unter Erhaltung der Korrosionsbeständigkeit erhöht wird. Mit einem derartigen legierten Ferrosiliziumpulver können beispielsweise je nach Kornaufbau Schüttdichten von 4,3 bis 5,0 erreicht werden.

Die Korngröße der Füllstoffe liegt unter 0,4 mm, vorzugsweise unter 0,25 mm. Zweckmäßigerweise wird der Füllstoff auch von seinem Feinanteil befreit, um die Bildung stehender Wolken vor der Rohrmündung zu verhindern.

Die Füllstoffteilchen liegen in kugeliger, tropfenförmiger oder langgestreckter Form vor. Insbesondere werden verdüste Stoffe eingesetzt.

Der verdüste Stoff kann durch Zerstäubung aus dem Schmelzfluß gewonnen werden und die Zerstäubung der beispielsweise auf elektrothermischem Wege hergestellten Schmelze, beispielsweise eine Ferrosiliziumschmelze, mit Hilfe von Wasser, Wasserdampf, Luft, Stickstoff od. dgl. mit einem Druck von etwa 1 bis 12 atü erfolgen, wobei im Fall einer Ferrosiliziumschmelze diese eine Temperatur zwischen etwa 1200 und etwa 1600° C besitzt.

Die abgerundeten Teilchen können aber auch in feinverteilter Form aus dem Schmelzfluß durch direktes Uberführen in Pulverform auf einem Granulierteller, einem Granulierkegel oder in einer Granulierrinne gewonnen werden, wobei die zur Zerkleinerung und/oder Abschreckung dienenden Mittel wie insbesondere Wasser, aber auch Dampf, Luft, Stickstoff od. dgl. unter einem Druck von etwa 1 bis 20 atü stehen und beispielsweise durch Düsen austreten können.

Ferner können die in bekannter Weise zunächst durch Vermahlung im festen Zustand erhaltenen Teilchen anschließend in ebenfalls an sich bekannter Weise und gegebenenfalls unter Druck und mit Hilfe eines Verdüsungsmittels durch eine Erhitzungszone — beispielsweise Flammenzone — hindurchtreten, wobei beim Passieren dieser Zone die Teilchen zumindest oberflächlich rund geschmolzen werden und in einer anschließenden Kühl- bzw. Abschreckzone zur Erstarung gelangen.

Schließlich können die abgerundeten Teilchen in dem schon erläuterten Metallspritzverfahren hergestellt werden.

Claims

I 246 Die Zusätze zum Ferrosilizium, die in Form von Metallpulvern bzw. Legierungskomponenten vorliegen können, bestehen aus Nickel, Blei, Kupfer od. dgl. Das aus den genannten Stoffen bestehende spezifisch schwere Pulver ist vorzugsweise durch Verdüsuung aus dem Schmelzfluß gewonnen. Beispiel 1 Ein korrosionsbeständiges legiertes Ferrosilizium der Zusammensetzung 9,9% Si, 3,9% Cu, 35% Ni, Rest Fe, hat die Dichte 7,2 g/ccm. Eine Kornfraktion eines verdüsten Materials von 0,044 bis 0,150 mm wurde ausgesiebt, wodurch eine Schüttdichte von etwa 4,5 g/ccm erreicht wurde. Damit wurde eine Kunststoffhülle gefüllt, die in Form und Größe einem bestimmten 4-cm-Geschoß entsprach und ein Füllvolumen von 180 ecm hatte. Das Eigengewicht des Kunststofimantels betrug 40 g. Das Gesamtgewicht des Zerfallgeschosses betrug darm 850 g. Beispiel 2 Eine Mischung aus 52 Gewichtsprozent eines durch Zerstäubung erhaltenen Bleipulvers und 48 Gewichtsprozent eines verdüsten Ferrosiliziumpulvers mit 15% Si, Dichte 6,8, ergab eine Schüttdichte von 5,15 g/ccm. Eine Kunststoffhülle von 180 ecm erhielt dadurch unter Einschluß des Hüllengewichtes ein Gesamtgewicht von 970 g. Das Ferrosilizium wurde in einem Kornbereich von 0,060 bis 0,200 mm verwendet, das Bleipulver in einem Kornbereich von unter 0,088 mm. Beispiele 3 bis 7 Zur Bestimmung der Korrosionsfestigkeit, die für die Lagerung der Übungs- bzw. Manövermunition wichtig ist, wurden 100 g eines Metallpulvers bei 90° C aufbewahrt und im Abstand von 24 Stunden mit, jeweils 10 ml Wasser versetzt. Nach der in der Tabelle angeführten Behandlungsdauer wurde die durch Oxydation erfolgte Gewichtszunahme der Pulver bestimmt. Die Korngrößen der Pulver lagen zwischen 0,06 und 0,10 mm. Die Beispiele 3 und 5 zeigen im Vergleich zu den Beispielen 4 und 6 die Überlegenheit von verdüsten gegenüber gemahlenen Legierungspulvern. Verglichen mit Beispiel 7 zeigen die Beispiele 3 und 5 die Vorteile eines legierten, verdüsten Pulvers gegenüber (nichtlegierten) verdüstern Eisenpulver. Gewichtszunahme nach Tagen in % Tage121620243. Ferrosiliziumlegierung gemäß Beispiel 1, verdüst0,00250,00350,00410,00594. Ferrosiliziumlegierung gemäß Beispiel 1, gemahlen0,01100,01570,01980,02355. Ferrosiliziumlegierung gemäß Beispiel 2, verdüst0,00160,00280,00330,00386. Ferrosiliziumlegierung gemäß Beispiel 2, gemahlen0,00910,12540,16110,19127. Eisenpulver, verdüst0,0111-0,11270,15810,1849 Patentansprüche: dje in Form von Metallpulvern bzw. Legierungs-

1. Zerfallgeschoß für Geschütze, bestehend aus 40 komponenten vorliegen können, aus Nickel, Blei, einer Kunststoffhülle, die mit spezifisch schwerem Kupfer od. dgl. bestehen.

Pulver eines Metalls, eines Metallgemisches oder 3. Zerfallgeschoß gemäß Anspruch 1 oder 2, einer Metallegierung gefüllt ist, dadurch ge- dadurch gekennzeichnet, daß das aus den gekennzeichnet, daß das spezifisch schwere nannten Stoffen bestehende spezifisch schwere Pulver ein in an sich bekannter Weise durch Er- 45 Pulver durch Verdüsung aus dem Schmelzfluß starrung aus dem Schmelzfluß gewonnenes Ferro- gewonnen ist.

siliziumlegierungspulver mit mindestens etwa

8 Gewichtsprozent Silizium enthält und in einer

Korngröße bis zu 0,4 mm, vorzugsweise von 0,044 ^1x1 Betracht gezogene Druckschnften:

bis 0,2 mm, vorliegt sowie mit einer Schüttdichte 50 Deutsche Patentschriften Nr. 950 421, 920 285,

von 4,0 bis 7,0, vorzugsweise 5,0 bis 5,5 g/ccm 913729, 903777, 514623, 511827,460898,414059;

abgefüllt ist. deutsche Auslegeschrift Nr. 1099 905;

2. Zerfallgeschoß gemäß Anspruch 1, dadurch britische Patentschrift Nr. 577 930;
gekennzeichnet, daß Zusätze zum Ferrosilizium, USA--Patentschrift Nr. 2105 528.