DE2603710C2 - Verfahren zum Herstellen von Patronenhülsen - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Patronenhülsen

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Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art und mit einer zugehörigen Patronenhülse.
Es ist aus der DE-AS 14 79 541 bekannt, Patronenhülsen aus Kunststoff im Spritzgußverfahren herzustellen, wobei Hülse und Bodenteil von vornherein als ein Stück ausgebildet sind. Aus der DE-AS 14 53 845 sind ferner zweiteilige Patronenhülsen bekannt, bei denen Hülse und Bodenteil gesondert hergestellt sind. Die Verbindung der beiden Teile erfolgt z. B. dadurch, daß das Bodenteil direkt in die vorher gefertigte Hülse eingespritzt wird oder daß das im Spritzgußverfahren hergestellte Bodenteil mit der Hülse aus biaxial gerecktem Rohr unter Verwendung eines Lösungsmittels oder unter Wärmezufuhr von außen verschweißt wird. Nachteilig bei diesen bekannten Herstellungsverfahren ist, daß der Fertigungsaufwand unerwünscht groß ist bzw. die Festigkeit und Gasdichtigkeit der Verbindung zwischen Hülse und Bodenteil nicht zufriedenstellt oder die Festigkeit und Form der Hülse durch das Verbinden mit dem Bodenteil unerwünscht bo verändert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden, d. h. das Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so durchzuführen, daß bei möglichst geringem Fertigungsaufwand eine einwandfrei dichte und feste Verbindung zwischen der Hülse und dem Bodenteil erreicht wird, ohne daß dabei Hülse oder Bodenteil in ihren Eigenschaften nachteilig verändert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Durch die Einleitung der Ultraschallschwingungen, bei denen es sich vorzugsweise um Longitudinal-Schwingungen handelt, über die hintere. Stirnfläche des in die Hülse eingeschobenen Bodenteiles in diese wird eine sehr gleichmäßige Beschallung des Bodenteiles mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand für die Verfahrensdurchführung und die zugehörige Schweißvorrichtung erreicht.
Die Verbindungsfläche zwischen Hülse und Bodenteil ist vorzugsweise zumindest im wesentlichen zylindrisch, d. h. in axialer Richtung sich erstreckend ausgebildet Das Bodenteil weist daher in an sich bekannter Weise eine von seinem vorderen Ende ausgehende Vertiefung auf, deren Wandung — von der hinteren Stirnfläche des Bodenteils her betrachtet — nach außen geneigt ist. Die Wandung ist vorzugsweise im wesentlichen als Konusfläche ausgebildet, könnte aber z. B. auch kugelschalenförmig oder in anderer Weise in zwei Ebenen gekrümmt ausgebildet sein, wenn sich dieses im Einzelfall als zweckmäßig erweisen sollte. Damit wird, wie gefunden wurde, eine günstige Übertragung der über die hintere Stirnfläche des Bodenteils eingeleiteten Schwingungen auf die dazu praktisch senkrecht stehende und im größeren Abstand befindliche Schweißiläche erreicht und so euch die Ultraschallverschweißung von Teilen aus Niederdruck-Polyäthylen, bei denen ein größerer Abstand zwischen der Berührungsfläche der Sonotrode und der Schweißfläche vorliegt, ermöglicht, obwohl Niederdruck-Polyäthylen hierfür als nicht geeignet angesehen wurde.
Hierbei ist die Erwärmung der Hülse so gering, daß auch bei ihrer Herstellung aus einem biaxial gerecktem Rohr keine Deformation oder Rückstellung und keine Festigkeitsverminderungen infolge des Schweißvorgangs auftreten. Die erfindungsgemäße Verschweißung ermöglicht damit bei vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand eine einwandfrei feste und gasdichte Verbindung zwischen Hülse und Bodenteil, ohne daß eine zusätzliche äußere Metallbodenkappe erforderlich wäre.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich ein Niederdruck-Polyäthylen der im Anspruch 2 angegebenen Art als besonders vorteilhaft erwiesen. Der Schmelzindex 15 'vurde bei einer Belastung von 5 kp und 1900C bestimmt. Für die Schallübertragung vorteilhaft ist weiterhin eine Ausbildung der Patronenhülse nach Anspruch 3.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, die Patronenhülse entsprechend Anspruch 4 auszubilden. Das Bodenteil ist zumindest in seinem äußeren mit der Hülse zu verschweißenden Bereich, vorzugsweise jedoch gänzlich aus Kunststoff hergestellt. Die Anzahl, Abmessungen, d. h. Breite, radiale Höhe und Länge, und Form der Übertragungselemente, welche einen gezielten Schmelzvorgang in der Verbindungszone zwischen Hülse und Bodenteil ermöglichen, werden entsprechend den Erfordernissen des jeweiligen Einzelfalles unter anderem so festgelegt, daß einerseits ausreichend Schweißmaterial zur Verfügung steht und unerwünscht große Fließwege in der Verbindungszone vermieden werden, andererseits eine günstige Umsetzung der mechanischen Schwingungsenergie in Wärmeenergie erreicht wird, um eine zu starke und zu lange Energiezufuhr mit einer entsprechend unerwünschten Erwärmung der zu verschweißen-
den Teile zu vermeiden. Der Außendurchmesser der vorzugsweise zylindrischen Mantelfläche des Bodenteiles und der Innendurchmesser der Hülse sind so aufeinander abgestimmt, daß die Hülse auch nach dem Aufschmelzen der ursprünglich radial auä der bzw. den Mantelflächen hervorstehenden Übertragungselemente hinreichend fest gegen das Bodenteil gepreßt wird. Unter der Wirkung der mechanischen Schwingungen von beispielsweise 20 kHz beim Ultraschallschweißen werden die Übertragungselemente aufgeschmolzen und verlaufen ?wischen der inneren Mantelfläche der Hülse und der äußeren Mantelfläche des Bodenteils. wodurch deren Verschweißung bewirkt wird.
Die Übertragungselemente sind bevorzugt an der äußeren Mantelfläche des Bodenteiles in axialer Richtung und vorzugsweise auch in Umfangsrichtung sich erstreckend ausgebildet. Als vorteilhaft bezüglich der Gasdichtigkeit in der Schweißzone erweist sich auch die Ausgestaltung des Bodenteiles nach Anspruch 5.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel gezeigt und wird anhand dieses nachstehend noch näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das Bodenteil im Querschnitt vor dem Verschweißen,
F i g. 2 Bodenteil und Hülse im Querschnitt nach dem Verschweißen und
Fig. 3 die verschweißte Patronenhülse im Längsschnitt.
Das in Fig. 1 gezeigte Bodenteil 1 weist an seiner Mantelfläche 2 acht in axialer Richtung si:h erstreckende stegförmige Übertragungselemente ;l auf, die sich über etwa :Λ der Höhe des Bodenteils 1 hinziehen und eine radiale Höhe von etwa 0,2 mm aufweisen. Statt der gezeigten dreieckigen Querschnittsform können die Übertragungselemente 3 z. B. auch gratförmig sein oder ^ auch nur als vorspringende Kante zwischen zwei Mantelflächenabschnitten unterschiedlicher Neigung gegeneinander ausgebildet sein. Der Durchmesser der kreiszylindriscnen Mantelfläche 2 ist geringfügig größer als der Innendurchmesser der kreiszylindrischen Hülse, 4» so daß das Bodenteil 1 mit leichtem Preßsitz in die Hülse einschiebbar ist.
Gemäß F i g. 2 sind die Übertragungselemente nach dem Schweißen verlaufen, so daß sie sich über einen etwas größeren Teil des Umfangs der Mantelfläche 2 erstrecken, wie durch die die Schweißzonen 4 markierenden dicken Linien angedeutet ist. D.e Hülse 5 liegt dabei mit ihrer inneren Mantelfläche 6 an der Mantelfläche 2 des Bodenteils 1 an.
Fig. 3 zeigt die Patronenhülse am Ende des Schweäßvorgangs, wobei die schematisch angedeutete Sonotrode 7 der Schweißvorrichtung gemäß dem Pfeil A noch gegen die hintere Stirnfläche 8 des Bodenteils 1 gepreßt wird. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nut eine Sonotrode 7 erforderlich, welche eine äußerst gleichmäßige Beschallung des Bodenteils 1 ermöglicht. Im allgemeinen ist es für das Verschweißen vorteilhaft, die Hülse 5 zusätzlich noch von außen radial gegen das Bodenteil 1 mittels eines nicht gezeigten Andrückwerkzeuges zu pressen. Bodenteil 1 und Hülse 5 sind im Bereich der axialen Schweißzonen 4 miteinander verbunden. Zusätzlich ist hier noch eine Verschweißung in Umfangsrichtung im Bereich des vorderen Randes 9 des Bodenteils 1 vorgesehen, worauf aber auch verzichtet werden kann, sofern die Gasdichtigkeit dennoch durch die unter der Gasdruckeinwirkung erfolgende Liderung des vorderen Endes des Bodenteils 1 gegen die Hülsenwandung erreichbar ist. Das Bodenteil 1 weist die von seinem vorderen Ende 10 ausgehende näpfchenförmige Vertiefung 11 auf, deren lichter Querschnitt sich in Richtung auf die Stirnfläche 8 zu verringert. Die Wandung 12 ist als Konusfläche ausgebildet, so daß der ringförmige Ansatz 13 des Bodenteils 1 nach vorn zu immer schwächer wird und schließlich in den dünnen Rand 9 ausläuft. An die Vertiefung 11 schließt sich nach hinten die Durchbrechung 14 an, welche zur Aufnahme eines nicht gezeigten Zündelementes dient. Diese Patronenhülse wird insbesondere als Vollplastik-Schrotpatronenhülse ohne zusätzliche äußere Metallbodenkappe verwendet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Patronenhülsen, insbesondere Schrotpatronenhülsen, bei dem "eine biaxial gereckte Hülse aus Kunststoff und ein gesondert im Spritzgußverfahren hergestelltes Bodenteil durch Schweißen verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil und die aufzusteckende Hülse aus Niederdruck-Polyäthylen hergestellt sind, wobei in das Bodenteil eine von ihrem vorderen Ende ausgehende axiale Ausnehmung eingebracht ist, deren lichter Querschnitt zur hinteren Stirnfläche hin kleiner wird und die mittels Ultraschall miteinander verschweißt werden, indem die Ultraschallschwingungen von außen auf die Stirnfläche des Bodemeils übertragen werden.
2. Verfahren zum Herstellen der Patronenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederdruck-Polyäthylen eine Dichte größer als 0,945 g/cmJ und einen Schmelzindex 15 kleiner als 2 g pro 10 min aufweist.
3. Verfahren zur Herstellung einer Patronenhülse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (1) aus einem Niederdruck-Polyäthylen höherer Dichte als die Hülse (5) hergestellt ist.
4. Patronenhülse nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Bodenteil (1) und an der Hülse (5) steg-, rippen-, gratartige oder dgl. Übertragungselemente, im Bereich ihrer aneinanderliegenden Mantelflächen ausgebildet sind.
5. Patronenhülse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Rand (9) des Bodenteils (1) als Übertragungselement (3) ausgebildet ist.
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