DE3205152C2 - Treibladung für Hülsenmunition und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Treibladung für Hülsenmunition und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Abstract
Eine Treibladung für Hülsenmunition aus Treibladungspulverkörpern bestimmter geometrischer Form wird dadurch hergestellt, daß die Treibladungspulverkörper vorzugsweise in Teilmengen (101.4, 101.5 und 101.6) mittels eines geeigneten Einfülltrichters (106) in die Treibladungshülse (100) eingefüllt und dort ohne Zusatz von Binde- und/oder Lösungsmitteln bis zu einer Ladedichte von 1,0 bis 1,5 g/cm ↑3 zusammengepreßt und bei einer nahezu gleichmäßigen und/oder graduell verschiedenen Verdichtung elastisch bis plastisch verformt werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Treibladung für Hülsenmu- '»
nition aus Treibladungspulverkörpern, wie Mehrloch-, Röhrchen-, Streifen- und Kugelpulverkörper, und ein
Verfahren zur Herstellung solcher Treibladungen.
Beim Auslösen eines Schusses In einer Rohrwaffe erteilt die durch Verbrennung eines festen Treibmittels, "
nämlich eines Treibladungspulvers, erzeugte Gasmasse dem Geschoß die translatorische Energie und die Rotatlonsenergle.
Die Umsetzung dieses festen Treibmittels In gasförmige
Produkte darf jedoch nicht zu schnell erfolgen, b(1
damit der maximale Gasdruck bzw. Gasdruckanstieg und die hieraus resultierenden Belastungswerte für das
Geschoß und das Waffenrohr niedrig bleiben.
Die einzelnen Trelbladungspulverkörper einer Treibladung
brennen In Schichten jeweils senkrecht zu Ihrer "■'
Oberfläche ab, so daß die anfängliche geometrische Form In Ihrer Grundtendenz weltesigehend erhalten bleibt.
Diese senkrecht zur Trelbladungspulveroberfläche fortschreitende Abbrandgeschwindigkeit ist vom Verbrennungsdruck
abhängig. Der zeitliche Massengradient der Umsetzung entspricht v. 'ederum dem Produkt aus jeweiliger
Abbrandgeschwindigkeit, Treibmitteloberlläche und Treibmitteldichte.
Bekannte Treibladungen verwenden daher Treibladungspulver
mit progressiver Abbrandcharakteristik, d. h., im Verlauf des Abbrandes wächst die anfängliche
Abbrandoberfläche bis zu einem maximalen Wert in Nähe des Brennschlusses an. Nimmt die Progressivität
eines Treibladungspulvers zu, so muß - und dies läßt sich innenballistisch ableiten - die Anfangsabbrandoberfläche
der gesamten Treibladung, bezogen auf gleiche Ladedichte und den gleichen maximalen Gasdruck, in
der Patrone kleiner werden. Eine durch höhere Progressivität der Treibladungspulverkörper erforderliche Verringerung
der Anfangsabbrandoberfläche bedeutet normalerweise eine Reduzierung der Treibladungspulvermasse.
Um jedoch die durch eine Progressivitätszunahme gewonnene Ladungsreserve leistungssteigernd auszunutzen,
ist es in der Praxis üblich, eine nachträgliche Oberflächenbehandlung des Treibladungspulvers mit Weichmachern,
vorzugsweise Centraliten, Phthalaten oder Kampfer, durchzuführen. Diese Behandlungsmittel
haben eine negative Bildungsenthalpie und setzen die Gesamtenergie der Ladungsmasse herab. Wegen der
Imprägnierwirkung dieser Behandlungsmittel verringert sich auch die Abbrandgeschwindigkeit in der Weise, daß
die größte relative Brenngeschwindigkeitsminderung bei der höchsten Konzentration des Behandlungsmittels im
Treibladungspulverkorn, also praktisch an der Oberfläche, erfolgt. Dies ist gleichwertig mit einer Verkleinerung
an Abbrandoberfläche, denn der zeltliche Gasmassengradient
entspricht dem Produkt aus Abbrandoberfläche, Brenngeschwindigkeit und Dichte.
Da der Anfangswert für das Produkt aus Brenngeschwindigkeit und Abbrandoberfläche wegen der Zusammenhänge
von Progressivität und Maximalgasdruck konstant bleiben muß, läßt sich die Treibladungsmasse ohne
Erhöhung des Maximaldruckwertes um so mehr steigern, je stärker und differenzierter die Oberflächenbehandlung
durchgeführt wurde.
Eine solchermaßen durchgeführte Treibladungsanpassung
bewirkt wegen der Im Vergleich zum unbehandelten Treibladungspulver erfolgten Treibladungsmassenerhöhung
einen erheblichen Progressivltätsgewlnn der Treibladung und eine Vergrößerung des Produkts aus
Brenngeschwindigkeit und Abbrandoberfläche. Dies geschieht allerdings erst dann, wenn die Pflegmatlslerung
nicht mehr wirksam ist. Der geschilderte Progresslvitätsgewlnn führt zu einer beträchtlichen Aufweitung des
Druck-Zeit-Verlaufes und damit zu einem erheblichen Leistungsgewinn.
Die Grenzen für solche Maßnahmen liegen einmal in der Begrenzung der maximal möglichen Treibladung
selbst, zum anderen darin, daß stark oberflächenbehandelte Treibladungspulver schwieriger anzuzünden sind.
Dies ist im Hinblick auf die Gesamtschußzeit von Nachteil. Außerdem würde sich die Energiebilanz der Treibladung
ab einer bestimmten Behandlungsstärke so stark verschlechtern, daß dieser energetische Leistungsverlust
durch die Innenballistischen Vorteile nicht mehr ausgeglichen werden könnte.
Üblicherveise wird bei patronlerter Munition eine
geschüttele Treibladung verwendet, die gewöhnlich in
Granulatform als Röhrchen, Streifen, Kugeln oder Mehrlochzyllndern
laboriert wird. Die Ladungsdichte beträgt dann etwa 0,9 bis 1,0 g/cm', bei einzelnen hochwertigen
Treibladungspulver-Sorten bestenfalls 1,05 g/cm1. Hieraus
ergibt sich bei einem vorgegebenem Hülsenvolumen über die resultierende maximale Treibladungsmasse eine
optimale Treibladung, die in Rezeptur, Geometrie und Oberflächenbehandlung durch die Waffer,- und Munitionsparameter
festgelegt ist. Eine Verbesserung der Leistung einer solchen optimierten Schüttpulverladung ist
ohne Veränderung der Parameterwerte, z. B. Erhöhung des maximalen Gasdruckes oder Verlängerung des
Geschoßbodenweges, nicht möglich.
Seit Jahren werden daher Verfahren entwickelt, durch die eine Leistungssteigerung über sogenannte verfestigte
bzw. verdichtete Treibladungen, d. h. eine Erhöhung der Ladungsdichte, erzielt werden soll. Bei allen diesen Verfahren
werden jeuoch Löse- oder Bindemittel benötigt, wodurch der Arbeitsaufwand erheblich erhöht wird, so
daß solche Treibladungen nur sehr zeitintensiv hergestellt werden können und außerdem sehr teuer sind.
Ein Verfahren zur Herstellung von verfestigten Pulverladungen Ist aus der DE-OS 24 03 417 bekanntgeworden.
Hierbei besteht die verfestigte Pulverladung aus verdichteten Granalen von nichtrauchendem Pulver mit einer
Vielzahl von Gitterzwischenräumen, die weltgehend einheitlich
über die gesamte verdichtete Masse verteilt sind. Wesentlich ist nun, daß bei der Herstellung dieser verfestigten
Pulverladung die Oberflächen der Einzelgranalen zunächst erweicht werden. Indem sie Lösungsmitteldämpfen
ausgesetzt werden, und erst danach zusammengepreßt werden. Neben einem erhöhten Arbeits- und
Arbeitsmittelaufwand Ist ein solches Verfahren von Nachteil dadurch, daß aufwendige Maßnahmen getroffen
werden müssen, um eine Gefährdung der Gesundheit von Menschen auszuschließen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Treibladung für Hülsenmunition und ein Verfahren zu Ihrer Herstellung
zu schaffen, durch welche das Leistungsvermögen gegenüber den bekannten Treibladungen erhöht 1st, ohne
daß dadurch gleichzeitig ein erhöhter Arbeitsaufwand und eine Gesundheitsgefährdung aus Lösungsmitteldämpfen
entsteht.
Diese Aufgabe wird erflndungsgomäß dadurch gelöst,
daß die durch Anwendung von äußerem Druck und ohne Zusatz von Binde- und/oder Lösungsmitteln bis zu
einer Ladedichte zwischen 1,0 bis 1,5 g/cm1 zusammengepreßte Ladung ganz oder zumindest In Teilmengen aus
Mehrloch- oder Röhrchenpulverkörpern besteht, wobei die Ladung bei einer nahezu gleichmäßigen oder graduell
verschiedenen Verdichtung elastisch bis plastisch verformt Ist.
Eine Erhöhung der Ladungsdichte durch Anwendung von äußerem Druck ließ sich bisher nicht durchführen,
weil die Pulverkörper bei Anwendung von Druck aufgrund ihrer Sprödlgkelt zerbrachen und damit die
gewünschte Abbrandcharakterlstlk nicht mehr gewährleistet war.
Elastische Pulverkörper sind an sich bekannt. Sie sind
aufgrund des Zusatzes von Weichmachern zu der Nitrocellulose vor deren Formgebung elastisch. Der Grad der
Elastizität hängt dabei weltgehend von der Art und der Menge des eingesetzten Weichmachers ab. Eine Beeinflussung
der Elastizität 1st auch durch eine nachträgliche Oberflächenbehandlung mit diesen Weichmachern gegeben.
Die Weichmacher In diesen elastischen Trelbmlttelpulverkörpcrn
sind ebenfalls an sich bekannte Weichmacher für Nitrocellulose, wie z. B. Kampfer und Phthalsäureester.
Sie können allein oder als Gemisch in der Nitrocellulose enthalten sein, bevor diese der Formgebung
unterworfen wird.
Der anzuwendende Druck bei der Herstellung der erfipdungsgemäßen gepreßten Treibladung hängt einmal
von der Laucdichte, die die Abbrandcharakteristik der Gesamtiadung stark beeinflußt, und andererseits von djr
Elastizität der Pulverkörper ab. Es muß deshalb vor Anwendung der erfindungsgemäßen Treibladung in
Ladungsermlttlungsbeschüssen festgestellt werden, welche Grenzladedichte und damit, weicher Preßdruck
maximal möglich ist, ohne einerseits unverbrannte Pulverrückstände, und damit Lelstungseinbußen, und andererseits
mechanisch zerstörte Pulverkörper, und damit über eine Oberflächenvergrößerung Drucksprünge, zu
erhalten. Gegebenenfalls müssen Pulverkörper mit höherem Weichmachergehalt eingesetzt werden. Der Hauptbestandteil
der Treibladungskörper ist Nitrocellulose. In den erfindungsgemäß eingesetzten Pulverkörpern beträgt
deren Anteil maximal 85 bis 90 Gewichtsprozente; je nachdem, welche Weichmacher eingesetzt sind und wie
hoch der Anteil dieser Weichmacher in den Pulverkörpern ist.
Die Treibladungskörper müssen jedoch, zumindest in einer Teilmenge, bestimmte geometrische Formen, wie
Mehrlochzylinder oder Röhrchen, besitzen. Durch die erfindungsgemäße Anwendung von äußerem Druck wird
dann die geometrische Form dieser Körper in der Art verändert, daß die lichte Weite der Innenkanäle verkleinert
wird. Dies ist gleichbedeutend mit einer Verringerung der Abbrandoberfläche, so daß die Ladungsmasse
infolge der anfangs skizzierten Zusammenhänge ohne Erhöhung des maximalen Gasdruckes innerhalb
bestimmter Grenzen bei entsprechender Anpassung der Geometrie oder Oberflächenbehandlung des Treibladungspulvers
gesteigert werden kann.
In erfindungsgemäßer Fortführung kann die Treibladung aus mit gleichen oder unterschiedlichen Drücken
abschnittsweise gleichmäßig oder graduell verschieden in der Treibladungshülse verdichteten Teilmengen bestehen.
Beim Füllen mit Teilmengen und abschnktsweise gleichmäßigem Druck ist eine nahezu gleichbleibende
Ladedichte über die gesamte Füllung möglich. Werden dagegen die eingefüllten Teilmengen mit unterschiedlichen
Drücken zusammengepreßt, so werden bewußt Inhomogenitäten in der Ladungsdichte auftreten. Ferner
kann die Pressung derart erfolgen, daß die Ladungsdichte
vom Hülsenboden zum Hülsenmund der Treibladungshülse nahezu kontinuierlich abnimmt. Die Teilmengen
können weiterhin aus In Rezeptur und/oder In Geometrie
unterschiedlichen Treibladungspulverkörpern zusammengesetzt sein.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Treibladung ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die
Treibladungspulverkörper mittels eines Einfülltrichters,
dessen Einfüllstutzen an der Innenwand des Hülsenmundes der Treibladungshülse unmittelbar anliegt, in die
Treibladungshülse eingefüllt werden. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz des Einfülltrichters können die
Treibladungspulverkörper beim Schüttvorgang und dem Pressen am Hülsenmund kein Graphit ablagern, was zu
einer Verminderung der Reibungskräfte an der Hülseninnenwand führen würde. Durch die Verringerung der Reibung
an der Hülsenwand erhält das durch Anwürgen mit der Treibladungshülse verbundene Geschoß andere Ausziei.widerstände,
wodurch sich innenballistische Veränderungen ergeben bzw. die Zuführsicherheit der Patrone
vermindert wird.
Bei geringer Verdichtung der Pulverkörper und/oder preßtechnisch ungünstiger Hülsenform kann es erforder-
lieh werden, den freien Preßrand bzw. die Ladungsoberflüche
gegen Ausbröckeln einzelner Pulverkörper und/oder Aufwerfen des PreUspiegels zu stabilisieren, bis
der durch den Dorn hervorgerufene mitlige Kanal aufgefüllt bzw. die Patrone komplettiert ist. Aus diesem ·>
Grund kann erfindungsgemäß eine Abdeckung aus einem plastischen, anschmiegsamen, rückstandsfrei verbrennbaren
Material, vorzugsweise aus schwedischem Additivmaterial, mit auf die Treibladung gepreßt sein.
Wenn in dem Boden der Treibladungshülse bereits das ι ο druckempfindliche Anzündelement angeordnet ist, kann
in Weiterführung der Erfindung während des Füll- und Preßvorganges in die Treibladungshülse mittig ein Dorn
eingesetzt werden, durch den in der Treibladung ein Kanal entsteht, der mit einer Anzündmischung und/oder
mit Treibladungspulverkörpern gefüllt werden kann. Gegebenenfalls kann nach dieser Auffüllung wiederum
ein Preßvorgang erfolgen.
Die Erfindung wird anhand von zwei Beispielen näher erläutert. Dabei dienen die Figuren zum besseren Vers'tändnis
der Erfindung. Es zeigt
Fig. 1 ein Diagramm über den Funktionsverlauf der Lademassenerhöhung bei bestimmten Parametern,
Fig. 2 eine graduelle Verpressung der Treibladungspulverkörper ohne Zentralkanal,
Fig. 3 eine gleichmäßige Verpressung von drei verschiedenen Treibladungspulvern mit gefülltem Zentralkanal,
Fig. 4 eine graduelle Verpressung eines Trelbladungspulvcrs
in drei Stufen mit Mltteldorn und Einfülltrichter.
In einer Treibladungshülse mit einem Volumen V/y
von 75 cm' sind 70 Gramm eines 19-Loch-Trelbladungspulvers
als Schüttpulverladung laboriert. Das 19-Loch-Treibladungspulver
besitzt die durchschnittlichen geometrischen Abmessungen:
Anfangsinnendurchmesser
Treibladungspul verkorn-
Treibladungspul verkorn-
außerdurchmesser
Trelbladungspulverzyllnderlänge
Trelbladungspulverzyllnderlänge
0 iA = 130 μηι
0 TLP = 3,46 mm L TLP = 4,09 mm
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Treibladung für Hülsenmunition aus Treibladungspulverkörpern, wie Mehrloch-, Röhrchen-, Streifen-
oder Kugelpulverkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Anwendung von äußerem
Druck und ohne Zusatz von Binde- und/oder Lösungsmitteln bis zu einer Ladedichte zwischen 1,0
bis 1,5 g/cm' zusammengepreßte Ladung ganz oder zumindest in Teilmengen aus Mehrloch- oder Röhrchenpulverkörpern
besteht, wobei die Ladung bei einer nahezu gleichmäßigen oder graduell verschiedenen
Verdichtung elastisch bis plastisch verformt Ist.
2. Treibladung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit gleichen oder unterschiedlichen Drücken
abschnittsweise gleichmäßig oder graduell verschiedenen in der Treibladunshülse (100) verdichteten Teilmengen
(101.1, 101.2, 101.3, 101.4, 101.5, 101.6).
3. Treibladung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Teilmengen (101.1, 101.2,
101.3, 101.4, 101.5, 101.6) aus In Rezeptur und/oder in Geometrie unterschiedlichen Treibladungspulverkörpern
zusammensetzen.
4. Verfahren zur Herstellung der Treibladung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Treibladungspulverkörper mittels eines Einfülltrichters (106), dessen Einfüllstutzen (107) an der
Innenwand des Hülsenmundes (103) der Trelbladungshülse (100) unmittelbar anliegt. In die Treibladungshülse
(100) eingefüllt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Preßrand bzw. die Treibladungsoberfläche
der komprimierten Treibladungspulverkörper gegen Ausbröckeln und/oder Aufwerfen des Preßspiegels durch eine Abdeckung (UO) aus plastisch-anschmiegsamen,
rückstandsfrei verbrennbarem Material, insbesondere schwedischem Additivmaterial,
stabilisiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Füll- und Preßvorgangs in
die Treibladungshülse (100) mittig ein Dom (109) eingesetzt
wird, durch den in der Treibladung ein Kanal (104) entsteht, der mit Anzündmischung und/oder
Treibladungspulverkörpern gefüllt wird.
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