DE3205152C2

DE3205152C2 - Treibladung für Hülsenmunition und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE3205152C2
Application number: DE3205152A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. 7758 Daisendorf Brachert; Dieter 7238 Oberndorf Fichter; Dieter 5210 Troisdorf Girke; Johan Dr. Amstelveen Kobes; Michael Dr.-Ing. Dr. Korn; Gero Ing.(grad.) 7230 Schramberg Wähner
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Priority date: 1982-02-13
Filing date: 1982-02-13
Publication date: 1984-04-12
Also published as: EP0086382A3; NO160550C; DE3205152A1; NO830023L; NO160550B; GR77804B; US4722814A; EP0086382A2; DE3367978D1; EP0086382B1

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.

Beispiel 1

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-

außerdurchmesser
Trelbladungspulverzyllnderlänge

0 iA = 130 μηι

0 TLP = 3,46 mm L TLP = 4,09 mm

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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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