DE2710451C2

DE2710451C2 - Oberflächenschutzbeschichtung für Munition mit verbrennbarer Hülse bzw. hülsenlose Munition

Info

Publication number: DE2710451C2
Application number: DE2710451A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Chem. Dr. 3100 Celle Lübben; Wolfram Dipl.-Phys. Dr. 4000 Düsseldorf Witt
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1977-03-10
Filing date: 1977-03-10
Publication date: 1990-11-15
Anticipated expiration: 1997-03-11
Also published as: TR20202A; DE2710451A1; SE7802677L; PT67643A; NL7802577A; NO144439B; IL54134A; DK96178A; CH638038A5; BE864366A; ES467670A1; GB1571671A; NL188868C; SE444309B; FR2383421B1; IT1093128B; DK144074C; NL188868B; US4452653A; NO144439C

Description

Die Erfindung betrifft eine Oberflächenschutzbeschichtung für Munition mit verbrennbarer Hülse bzw. hülsenlose Munition, bestehend aus mehreren Lackschichten mit in einer Schicht dispergiertem Aluminiumpulver.

In der DE-OS 19 12 727 ist z. B. vorgeschlagen, die poröse, brennbare Hülse mit einem aus quellbaren, natürlichen oder synthetischen Polymeren oder deren Derivaten bestehenden Film als Sperrschicht zu überziehen und die Sperrschicht nach ihrer Verfestigung mit einer feuchtigkeitsunempfindlichen Schutzschicht zu versehen, um einen Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit in die Hülse zu erreichen.

Zwar kann mit dieser bekannten Oberflächenschutzbeschichtung eine gute Beständigkeit gegen Wasser und Feuchtigkeit erreicht werden, jedoch ist das weitere bei hülsenloser Munition bzw. bei Munition mit verbrennbaren Hülsen auftretende Problem der leichten Entzündbarkeit weder angesprochen noch gelöst.

In der Tat liegt in diesem Problem ein Widerspruch begründet, der sich daraus ergibt, daß einerseits die hülsenlose Munition bzw. die verbrennbare Hülse möglichst rückstandsfrei beim Abfeuern eines Schusses verbrennen soll, d. h. das Material soll gut verbrennbar sein und etwaige Rückstände sollen mit dem Schuß das Rohr verlassen, während andererseits gerade diese gute Verbrennbarkeit eine erhöhte Gefahr bei der Handhabung von hülsenloser Munition bzw. Munition mit verbrennbarer Hülse darstellt, da sich eine solche Munition durch Unachtsamkeit — wenn sie z. B. mit weggeworfenen, glimmenden Zigareltenstummeln in Berührung kommt, oder aber auch durch ungünstige Umwelteinflüsse, wie starke, gebündelte Sonneneinstrahlung oder Berührung mit heißen Maschinenteilen oder z. B. in einem Panzer mit heißem Hydrauliköl entzünden kann. Die in der DE-OS 19 12 727 vorgeschlagenen Oberflächenschutzbeschichtung hat daher keinen Weg gewiesen, um den genannten Widerspruch aufzulösen und einen Kompromiß zwischen einer ■ ausreichenden Schutzwirkung gegenüber Hitzeeinwirkung von außen und einer möglichst rückstandsfreien Verbrennung bzw. Auflösung beim Abfeuern eines Schusses zu finden.
Weiterhin ist aus der DE-AS 15 78 062 bekannt, eine

" verbrennbare, gehäuselose Kartusche mit einem Überzug aus einem leicht entzündbaren, dünnen Fi'-n zu versehen, dem Farbstoffe, Pigmente oder Metallpulver, z. B. Aluminium oder Zink beigefügt sind, jedoch unterscheidet sich die Lehre aus der DE-AS -15 78 062

i' von der erfindungsgemäßen Lehre dadurch, daß ein leicht entzündbarer, dünner Film verwendet werden soll und somit keinerlei Schutz gegen eine Entzündung durch Hitzeeinwirkung von außen bieten kann. Auch die Tatsache, daß Metallpulver als Zusätze für den leicht

-<> entzündbaren, dünnen Film genannt sind, kann zur Lösung dieses Problems nichts beitragen, da bezüglich der Wirkungsweise und der Mengenverhältnisse dieser Metallpulverzusätze keinerlei Angaben gemacht sind.

Aus der DE-AS 21 40 742 ist eine Patronenhülse

- > bekannt, deren Formkörper aus einem faserverstärkten Nitrocelluloseprodukt besteht, das eine Organosiliziumverbindung enthält und dessen Oberfläche einen einschichtigen Überzug aus Aluminiumpulver enthaltenden Organosiloxanharz aufweist. Durch die Organo-

»' siloxanharzschicht soll eine Sperre gegen Feuchtigkeit geschaffen werden, um die Verbrennbarkeit der Hülse nicht zu beeinträchtigen. Durch das Aluminiumpulver in der Schicht soll die Wärme eines auf die Oberfläche fallenden Stücks brennender Kohle oder einer Zigarette

i' auf ein großes Gebiet verteilt werden, um die Brandgefahr zu beschränken.

Diese bekannte Hülse ist aufgrund der Verwendung nur einer einzigen Schicht, die Organosiloxanharz enthält, für Wasserdampf stark durchlässig, so daß

-t" einerseits die beim Schießen erforderliche Zündwilligkeit herabgesetzt wird, andererseits aber eine vollständige Verbrennung erschwert wird. Diese Erschwerung tritt auch dadurch ein, daß der nicht brennbare Film des Organosiloxanharzes beim Abfeuern nicht in feine

■f"¹ Teilchen zerfällt, so daß verbrennbare Rückstände im Rohr nicht zu vermeiden sind. Außerdem wird bei dieser bekannten Beschichtung durch das Aluminiumpulver nur in einer äußeren Schicht die Verteilung der Wärme auf ein großes Gebiet nicht so weitgehend erreicht, daß

'" Brandgefahr ausgeschlossen ist. Dazu ist zusätzlich eine lackverdünnte lufthaltige Schicht unterhalb der äußeren Deckschicht erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Oberflächenschutzbeschichtung mit den Merkmalen des Oberbe-

">"' griffs des Anspruchs 1 derart zu verbessern, daß eine leichte Zündwilligkeit der Hülse erhalten bleibt und trotzdem eine rückstandsfreie Verbrennung erreicht wird, und daß andererseits eine erschwerte Entzündbarkeit bei Berührung mit brennenden oder heißen Teilen

¹¹⁽¹ erreicht wird.

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe wesentlichen Merkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 genannt. Die Unteransprüche nennen Ausführungs.uten der Erfindung.

^hl Bei dem dem Lack hinzugefügten Metallpulvergewichtsanteil von 50% bis 70% ist die untere Grenze durch das Nachlassen der entzündungshemmenden Wirkung bestimmt, während die obere Grenze durch

das Nachlassen der Haftfähigkeit des Lacks bei hohem Metallpulveranteil gegeben ist Eine besonders günstige Wirkungsweise des Metallpulverzusatzes wird dadurch erreicht, daß die Metallteilchen plättchenartig ausgebildet sind. Durch die Plättchenform des Aluminiumpulvers mit einer Teilchengröße zwischen 10 bis 100 μΐη wird eine lackverarmte lufthaltige Aluminiumschicht gebildet, die durch die schnellhärtende wärmedämmende Lackschicht abgedeckt ist.

Die Schutzwirkung wird erst von einer bestimmten Mindestdicke der Beschichtung ab erreicht. Die Gesamtdicke der Beschichtung braucht jedoch einen bestimmten Höchstwert nicht zu überschreiten, da die Schutzwirkung von diesem Wert ab praktisch nicht mehr zunimmt Als günstigste Werte für die Gesamtdikke der Beschichtung hat sich eine Dicke von etwa 0,07 bis 0,1 mm erwiesen. Dies bedeutet, daß die erforderliche Menge an Beschichtungsstoffen, die auf die Oberfläche aufgetragen werden muß, nur etwa 80 g je qm beträgt, was als sehr gering und daher günstig anzusehen ist.

Vorteilhaft ist auch, daß diese geringe Schichtdicke zu keinerlei Schwierigkeiten hinsichtlich der Munitionsabmessungen bezüglich des Waffenrohres führt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen der Oberflächenschutzbeschichtung kann zunächst die Munition mit verbrennbarer Hülse bzw. die hülsenlose Munition einschließlich des Geschosses fertiggestellt, anschließend die Beschichtung lückenlos aufgetragen •verden. Es werden also das Geschoß und die Hülse bzw. der Pulverkörper bei hülsenloser Munition nicht getrennt mit einer Schutzschicht versehen und dann zusammengesetzt, da dann an der Fügestelle eine Unterbrechung der Beschichtung vorhanden wäre, die das Eindringen von Feuchtigkeit, öl und Pilzbefall ermöglichen würde. Bei getrennter Beschichtung der einzelnen Teile müßte die Schichtdicke der Oberflächenschutzbeschichtung auch erheblich dicker sein, um eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen aufzuweisen, da ja zum Fertigstellen der Munition noch Arbeitsgänge erforderlich sind. Dieser Nachteil wird beim erfindungsgemäßen Verfahren vermieden, da die Munition nach dem Beschichtungsauftrag sogleich verpackt wird und bis zur Benutzung nicht mehr manipuliert zu werden braucht. Aus diesem Grunde ist die Kratzfestigkeit der Oberflächenschutzbeschichtung nicht sonderlich entscheidend.

Bei Beschußversuchen mit Munition, die mit der erfindungsgemäßen Oberflächenschutzbeschichtung versehen war, ergab sich, daß die Rohrerosion gegenüber der üblichen Munition ganz erheblich herabgesetzt war, wobei angenommen wird, daß die Oberflächenschutzbeschichtung bei der Verbrennung der Hülse bzw. des Pulverkörpers eine Schutzschicht im Rohr bildet, die den direkten Angriff der heißen Pulvergase auf der Rohrinnenoberfläche verhindert oder zumindest herabsetzt.

Als erste Beschichtung zum Verschließen der Poren der verbrennbaren Hülse bzw. des Pulverkörpers kann eine Behandlung z.B. gemäß der DE-OS 19 12 727 vorgesehen werden. Als besonders haftfähige und füllstoffaufnahmefähige Harze mit zugleich guter Hitzebeständigkeit und guter Sperrwirkung gegen Wasserdampf und zum Teil auch gegen Wasser haben sich erwiesen:

1. physikalisch trockene Harze:

— Butylkautschuk, auch in Abmischung mit Polyterpenharzen

— Cyclokautschuk

— Novolacke, auch abgemischt mit Polyvinylbutyralen

2. Einkomponentenharze:

— Urethanalkydharze

— Alkydharze in Abmischung mit Polyvinylbutyralen

— Polyurethanharze

Die genannten Einkomponentenharze härten entweder an der Luft oxydativ aus oder vernetzen infolge der Luftfeuchtigkeit, und zwar schon bei Zimmertemperatur mit hinreichender Geschwindigkeit. Obwohl an diese Beschichtungen keine besonderen Forderungen hinsichtlich ihrer Resistenz gegen Öle gestellt zu werden brauchen, wird die gute Beständigkeit der Novolacke, Urethanalkydharze und Polyurethanharze gegenüber Schmier- und Hydraulikölen als weiterer Vorteil angesehen.

Die Deckschicht der Oberflächenbeschichtung besteht aus einem vernetzten Decklack, da mit diesem Typ die beste Resistenz gegen Wasser und öle zu erreichen ist. Als Lackrohstoffe sind besonders solche geeignet, in denen phenolische Gruppen als Bausteine des Lacksystems in mittlerer bis hoher Zahl vertreten sind. Das Aushärten dieser Lacke geschieht

— bei Phenolharzen durch Zugabe von Sikkativen,

— bei epoxidgruppenhaltigen Phenolharzen durch Zugabe von Versamiden,

— bei Resolen durch Zugabe von speziellen Härtern.

Neben den genannten Harztypen können für die Deckschicht auch die als wärmedämmende Beschichtung geeigneten Urethanalkydharze und Polyurethanharze verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Oberflächenschutzbeschichtung fur Munition mit verbrennbarer Hülse bzw. hülsenlose Munition, bestehend aus mehreren Lackschichten mit in einer Schicht dispergiertem Aluminiumpulver, gekennzeichnet durch eine erste Schicht zum Verschließen der Poren der verbrennbaren Hülse bzw. des Pulverkörpers bei hülsenioser Munition, eine zweite Schicht eines schwer entzündbaren Lackes aus der Gruppe der Butyl- oder Cyclokautschuke, der Urethanalkydharze, der Polyvinylbutyrale, der Polyurethanharze oder ihrer Mischungen, die das dispergierte Aluminiumpulver in Plättchenform mit einer Teilchengröße zwischen 10 und 100 μπι und einem Gewichtsanteil von 50 bis 70% aufweist, und durch eine dritte, wärmedämmende Schicht eines ölfeuchtigkeits- und pilzbefallfesten Lackes aus Ureihanalkydharz, Polyurelhanbarz oder aus der Gruppe der vernetzenden phenolhaltigen Lacke.

2. Oberflächenschutzbeschichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gesamtdicke der Beschichtung von höchstens 0,1 mm.

3. Verfahren zum Herstellen einer Oberflächenschutzbeschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung auf die mit dem Geschoß verbundene Hülse oder Treibladung lückenlos aufgetragen wird.