EP0086382B1 - Treibladung für Hülsenmunition und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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EP0086382B1
EP0086382B1 EP83100845A EP83100845A EP0086382B1 EP 0086382 B1 EP0086382 B1 EP 0086382B1 EP 83100845 A EP83100845 A EP 83100845A EP 83100845 A EP83100845 A EP 83100845A EP 0086382 B1 EP0086382 B1 EP 0086382B1
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EP
European Patent Office
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charge
propelling
powder bodies
powder
propellant
Prior art date
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Application number
EP83100845A
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English (en)
French (fr)
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EP0086382A3 (en
EP0086382A2 (de
Inventor
Gero Wähner
Michael Dr. Korn
Dieter Fichter
Heinrich Dr. Brachert
Dieter Girke
Johan Dr. Kobes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mauser Werke Oberndorf GmbH
Original Assignee
Mauser Werke Oberndorf GmbH
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Publication date
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Application filed by Mauser Werke Oberndorf GmbH filed Critical Mauser Werke Oberndorf GmbH
Publication of EP0086382A2 publication Critical patent/EP0086382A2/de
Publication of EP0086382A3 publication Critical patent/EP0086382A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0086382B1 publication Critical patent/EP0086382B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B33/00—Manufacture of ammunition; Dismantling of ammunition; Apparatus therefor
    • F42B33/02—Filling cartridges, missiles, or fuzes; Inserting propellant or explosive charges
    • F42B33/025—Filling cartridges, missiles, or fuzes; Inserting propellant or explosive charges by compacting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
    • C06B21/0033—Shaping the mixture
    • C06B21/0041—Shaping the mixture by compression

Definitions

  • the invention relates to a propellant charge for shell ammunition from propellant powder bodies, such as multi-hole, tube, strip and ball powder bodies, and a method for producing such propellant charges.
  • the individual propellant powder bodies of a propellant burn in layers, each perpendicular to their surface, so that the basic geometric shape is largely retained in its basic tendency.
  • This burning rate which proceeds perpendicular to the surface of the propellant powder, depends on the combustion pressure.
  • the mass gradient over time of the implementation in turn corresponds to the product of the respective burn rate, blowing agent surface and blowing agent density.
  • propellant charges therefore use propellant powder with progressive burn-up characteristics, i.e. in the course of the erosion, the initial erosion surface grows up to a maximum value in the vicinity of the flame cut. If the progressivity of a propellant charge increases, the initial burn-up surface of the entire propellant charge, based on the same charge density and the same maximum gas pressure, must - and this can be deduced from the inside ballistic - in the cartridge.
  • a reduction in the initial burn-up surface required by the higher progressiveness of the propellant powder bodies normally means a reduction in the propellant powder mass.
  • plasticizers preferably centralites, phthalates or camphor.
  • These treatment agents have a negative enthalpy of formation and reduce the total energy of the charge mass. Because of the impregnation effect of these treatment agents, the burning rate also decreases in such a way that the greatest relative reduction in the burning rate occurs at the highest concentration of the treatment agent in the propellant powder grain, that is to say practically on the surface. This is equivalent to a reduction in the surface of the erosion; because the temporal gas mass gradient corresponds to the product of the burn-up surface, burning rate and density.
  • a propellant charge adaptation carried out in this way brings about a considerable gain in progressiveness of the propellant charge and an increase in the product of the burning rate and the burn-off surface, because of the increase in the propellant charge mass compared to the untreated propellant charge powder.
  • the progressive gain described leads to a considerable widening of the pressure-time curve and thus to a considerable gain in performance.
  • the limits for such measures lie on the one hand in the limitation of the maximum possible propellant charge itself, on the other hand in the fact that propellant charge powders that have been heavily surface-treated are more difficult to ignite. This is disadvantageous in terms of total shot time.
  • the energy balance of the propellant charge would deteriorate so much from a certain treatment strength that this energy loss of performance could no longer be compensated for by the internal ballistic advantages.
  • a heaped propellant charge is usually used, which is usually laboratoryized in the form of granules as tubes, strips, spheres or multi-hole cylinders.
  • the charge density is then about 0.9 to 1.0 g / cm 3 , with individual high-quality propellant powder types at best 1.05 g / cm 3.
  • Surface treatment is determined by the weapon and ammunition parameters. An improvement in the performance of such an optimized bulk powder load is not possible without changing the parameters, for example increasing the maximum gas pressure or extending the floor path.
  • a process for the production of solidified powder loads has become known from DE-OS 24 03 417.
  • the solidified powder charge consists of compressed granules of non-smoking powder with a large number of lattice spaces, which are largely uniformly distributed over the entire compacted mass. It is essential that the surfaces of the individual granules are first softened in the manufacture of these solidified powder loads by being exposed to solvent vapors and only then pressed together.
  • such a method is disadvantageous in that complex measures have to be taken to avoid a hazard to exclude human health.
  • FR-A 23 74 278 discloses a method for producing a propellant charge in which the powder bodies are subjected to a surface treatment with a gelling and plasticizing agent, for example glycerol ester. The powder bodies are then pressed together in a mold at elevated temperature.
  • a gelling and plasticizing agent for example glycerol ester
  • US Pat. No. 392,922 describes a powder charge in which the charge is compressed into a single solid mass. This solidified, dense and stable mass block is manufactured separately in a suitable form and then used in propellant charge cases.
  • the object of the invention is therefore to provide a propellant charge for cartridge ammunition and a method for their production, by means of which the performance is increased compared to the known propellant charges, without this resulting in increased workload and a risk to people from solvent vapors.
  • this object is achieved in that the charge compressed by using external pressure and without the addition of binders and / or solvents up to a loading density of between 1.0 and 1.5 g / cm 3 is wholly or at least in part quantities from multi-hole or tubular powder bodies, the charge being deformed elastically to plastically in the case of an almost uniform or gradually different compression in such a way that the reduced clear width of the inner channels of the powder bodies and the reduction in their burn-off surface can be compensated by increasing the charge mass with delayed burn-up.
  • the invention is based on the known elastic powder bodies. These are elastic due to the addition of plasticizers to the nitrocellulose before it is shaped. The degree of elasticity largely depends on the type and amount of plasticizer used. The elasticity is also influenced by a subsequent surface treatment with these plasticizers.
  • plasticizers in these elastic blowing agent powder bodies are also known plasticizers for nitrocellulose, such as e.g. Camphor and phthalic acid esters. They can be contained alone or as a mixture in the nitrocellulose before it is subjected to the shaping;
  • the pressure to be used in the production of the compressed propellant charge according to the invention depends on the charge density, which strongly influences the burn-up characteristics of the total charge, and on the other hand on the elasticity of the powder bodies.
  • powder bodies with a higher plasticizer content may have to be used.
  • the main component of the propellant charge is nitrocellulose.
  • their proportion is at most 85 to 90 percent by weight, depending on which plasticizers are used and how high the proportion of these plasticizers in the powder bodies is.
  • the propellant charge bodies must have certain geometric shapes, such as multi-hole cylinders or tubes, at least in a subset.
  • the inventive method then changes the geometric shape of these bodies in such a way that the clear width of the inner channels is reduced. This is tantamount to a reduction in the surface area of the erosion, so that the charge mass can be increased within certain limits due to the initially sketched relationships without increasing the maximum gas pressure with a corresponding adaptation of the geometry or surface treatment of the propellant charge powder.
  • the propellant charge can consist of portions which are compacted with the same or different pressures in sections, uniformly or gradually differently in the propellant charge sleeve.
  • the filled in portions are pressed together with different pressures, there will be deliberate inhomogeneities in the charge density.
  • the pressing can take place in such a way that the charge density decreases almost continuously from the bottom of the case to the case mouth of the propellant charge case.
  • the subsets can also be composed of different propellant powder bodies in the recipe and / or geometry.
  • the propellant charge powder bodies cannot deposit graphite during the pouring process and the pressing on the sleeve mouth, which would lead to a reduction in the frictional forces on the inner wall of the sleeve.
  • the projectile which is connected to the propellant charge sleeve by choking, has different pull-out resistances, which results in internal ballistic changes or the supply security of the cartridges is reduced.
  • the pressure-sensitive ignition element is already arranged in the bottom of the propellant charge sleeve, this can be protected in a continuation of the invention by means of a dome inserted during the filling and pressing process of the propellant charge powder body, and the channel formed by the mandrel in the center of the propellant charge sleeve can be protected with an ignition mixture and / or be filled with propellant charge powder bodies, if necessary, a pressing process can take place after this filling.
  • a cover made of a plastic, conformable, residue-free combustible material, preferably of Swedish additive material, can also be pressed onto the propellant charge.
  • the surface is composed of the cylinder jacket, the end faces and the surface of the holes in the propellant powder bodies.
  • T stands for temperature and 0 " for the increase in performance due to the increase in floor speed.
  • FIG. 2 The schematic representation of the propellant charge cases with pressed-in propellant charge powder according to FIGS. 2 to 4 shows in FIG. 2 a propellant charge case 100 with a propellant charge powder 101 which is gradually pressed from the case base 102 to the case mouth 103.
  • the charge density increases towards the sleeve mouth 103.
  • FIG. 3 shows an identical propellant charge sleeve 100 with a sleeve base 102 and a sleeve mouth 103.
  • the propellant charge powder 101 has been poured into the propellant charge sleeve 100 in the three subsets 101.1, 101.2 and 101.3 and has been pressed together in sections with the same pressure.
  • a channel 104 which is flared to the sleeve mouth 103 and is filled with a propellant charge powder 105.
  • the upper, free press rim of the upper subset of the propellant charge powder is stabilized against crumbling and / or throwing up of the press head by a plastic cover 110 which can be burned without leaving residues.
  • FIG. 4 again shows the propellant charge sleeve 100 with the sleeve base 102 and the sleeve mouth 103.
  • the propellant charge powder 101 has been pressed into the propellant charge sleeve 100 at different pressures. This results in the greatest loading density for the lower subset 101.4, which decreases over the subset 101.5 to subset 101.6. In this example, the greatest loading density is located on the base 102 of the sleeve.
  • the channel 104 is created with a conical extension to the mouth 103 of the sleeve.
  • the propellant charge powder is poured into the propellant charge sleeve via a filling funnel 106, the filler neck 107 of which lies directly against the inner wall of the sleeve mouth 103.
  • the ram and 109 with the mandrel to protect the ignition element in the sleeve bottom 102 is designated.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Treibladung für Hülsenmunition 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 und die Rotationsenergie. Die Umsetzung dieses festen Treibmittels in gasförmige Produkte darf jedoch nicht zu schnell erfolgen, damit der maximale Gasdruck bzw. Gasdruckanstieg und die hieraus resultierenden Belastungswerte für das Geschoß und das Waffenrohr niedrig bleiben.
  • Die einzelnen Treibladungspulverkörper einer Treibladung brennen in Schichten jeweils senkrecht zu ihrer Oberfläche ab, so daß die anfängliche geometrische Form in ihrer Grundtendenz weitestgehend erhalten bleibt. Diese senkrecht zur Treibladungspulveroberfläche fortschreitende Abbrandgeschwindigkeit ist vom Verbrennungsdruck abhängig. Der zeitliche Massengradient der Umsetzung entspricht wiederum dem Produkt aus jeweiliger Abbrandgeschwindigkeit, Treibmitteloberflöche 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 zeitliche 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 Maximaldruckwertas um so mehr steigern, je stärker und differenzierter die Oberflächenbehandlung durchgeführt wurde.
  • Eine solcharmaßen durchgeführte Treibladungsanpassung bewirkt wegen der im Vergleich zum unbehandelten Treibladungspulver erfolgten Treibladungsmassenerhöhung einen erheblichen Progressivitätsgewinn der Treibladung und eine Vergrößerung des Produkts aus Brenngeschwindigkeit und Abbrandoberfläche. Dies geschieht allerdings erst dann, wann die Phlegmatisierung nicht mehr wirksam ist. Der geschilderte Progressivitätsgewinn 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.
  • Üblicherweise wird bei patronierter Munition eine geschüttete Treibladung verwendet, die gewöhnlich in Granulatform als Röhrchen, Streifen, Kugeln oder Mehrlochzylindern laboriert wird. Die Ladungsdichte beträgt dann etwa 0.9 bis 1,0 g/cm3, bei einzelnen hochwerigen Treibladungspulversorten bestenfalls 1,05 g/cm3. Hieraus ergibt sich bei einem vorgegebenem Hülsenvolumen über die resultierende maximale Treibladungsmasse eine optimale Treibladung, die in Rezeptur, Geometrie und Oberflächenbehandlung durch die Waffen- und Munitionsparameter festgelegt ist. Eine Verbesserung der Leistung einer solchen optimierten Schüttpulverladung ist ohne Veränderung der Parameter, 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 jedoch 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 bekannt geworden. Hierbei besteht die verfestigte Pulverladung aus verdichteten Granalen von nichtrauchendem Pulver mit einer Vielzahl von Gitterzwischenräumen, die weitgehend einheitlich über die gesamte verdichtete Masse verteilt sind. Wesentlich ist nun, daß bei der Herstellung dieser verfestigten Pulverladungen 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.
  • Durch die FR-A 23 74 278 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Treibladung bekannt, bei dem die Pulverkörper einer Oberflächenbehandlung mit einem Gelier- und Plastifizierungsmittel, bspw. Glycerolester, unterworfen werden. Im Anschluß daran werden die Pulverkörper in einer Form bei erhöhter Temperatur zusammengepreßt.
  • Die US-PS 392 922 schließlich beschreibt eine Pulverladung, bei der die Ladung zu einer einzigen festen Masse zusammengepreßt ist. Dieser verfestigte, dichte und tragfähige Masseblock wird in geeigneter Form separat hergestellt und anschließend in Treibladungshülsen eingesetzt.
  • 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 ist, ohne daß dadurch gleichzeitig ein erhöhter Arbeitsaufwand und eine Menschengefährdung aus Lösungsmitteldämpfen entsteht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß 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/cm3 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 derart verformt ist, daß die verkleinerte lichte Weite der Innenkanäle der Pulverkörper und die Verringerung ihrer Abbrandoberfläche durch Erhöhung der Ladungsmasse bei verzögertem Abbrand kompensierbar ist.
  • Eine Erhöhung der Ladungsdichte durch Anwendung von äußerem Druck ließ sich bisher nicht durchführen, weil die Pulverkörper bei Anwendung von Druck aufgrund ihrer Sprödigkeit zerbrachen und damit die gewünschte Abbrandcharakteristik nicht mehr gewährleistet war.
  • Die Erfindung geht von den an sich bekannten elastischen Pulverkörpern aus. Diese sind aufgrund des Zusatzes von Weichmachern zu der Nitrocellulose vor deren Formgebung elastisch. Der Grad der Elastizität hängt dabei weitgehend von der Art und der Menge des eingesetzten Weichmachers ab. Eine Beeinflussung der Elastizität ist auch durch eine nachträgliche Oberflächenbehandlung mit diesen Weichmachern gegeben.
  • Die Weichmacher in diesen elastischen Treibmittelpulverkörpern 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 Formgabung unterworfen wird;
  • Der anzuwendende Druck bei der Herstellung der erfindungsgemäßen gepreßten Treibladung hängt einmal von der Ladedichte, die die Abbrandcharakteristik der Gesamtladung stark beeinflußt, und andererseits von der Elastizität der Pulverkörper ab.
  • Es muß deshalb vor Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Ladungsermittlungsbeschüssen festgestellt werden, welche Grenzladedichte und damit, welcher Preßdruck maximal möglich ist, ohne einerseits unverbrannte Pulverrückstände, und damit Leistungseinbußen, 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 das erfindungsgemäße Verfahren 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 abschnittsweise gleichmäßigem Druck ist eine nahezu gleichbleibende Ladedichte über die gesamte Füllung möglich. Werden dagegen dia 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 in Rezeptur und/oder Geometrie unterschiedlichen Treibladungspulverkörpern zusammengesetzt sein.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Treibladung für Hülsenmunition aus Treibladungspulverkörpern, wie Mehrloch-, Röhrchen-, Streifenoder Kugelpulverkörpern, 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 und
    • daß dadurch Anwendung von äußerem Druck und ohne Zusatz von Bindeund/oder Lösungsmitteln die ganz oder zumindest in Teilmengen aus Mehrloch- oder Röhrchenpulverkörpern bestehende Ladung bis zu einer Ladedichte zwischen 1,0 bis 1,5 g/cm3 zusammengepreßt und bei einer nahezu gleichmäßigen oder graduell verschiedenen Verdichtung elastisch bis plastisch derart verformt wird, daß die verkleinerte lichte Weite der Innenkanäle der Pulverkörper und die Verringerung ihrer Abbrandoberfläche durch Erhöhung der Ladungsmasse bei verzögertem Abbrand kompensiert 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 Ausziehwiderstände, wodurch sich innenballistische Veränderungen ergeben bzw. die Zuführsicherheit der Patronen vermindert wird.
  • Wenn in dem Boden der Treibladungshülse bereits das druckemfindliche Anzündelement angeordnet ist, kann dieses in Weiterführung der Erfindungs mittels eines während des Füll- und Preßvorganges der Treibladungspulverkörper eingesetzen Doms geschützt sein, und der durch den Dorn mittig der Treibladungsülse entstandene Kanal kann mit einer Anzündmischung und/oder mit Treibladungspulverkörpern gefüllt sein, Gegenbenefalls kann nach dieser Auffüllung wiederum ein Preßvorgang erfolgen.
  • Bei geringer Verdichtung der Pulverkörper und/oder preßtechnisch ungünstiger Hülsenform kann es erforderlich werden, den freien Preßrand bzw. die Landungsoberfläche gegen Ausbröckeln einzelner Pulverkörper und/oder Aufwerfen des Preßspiegels zu stabilisieren, bis der durch den Dorn hervorgerufene mittige Kanal aufgefüllt bzw. die Patrone komplettiert ist. Aus diesem Grund kann erfindungsgemäß eine Abdeckung aus einem plastischen, anschmiegsamen, rückstandsfrei verbrennbarem Material, Vorzugsweise aus schwedischem Additivmaterial mit auf die Treibladung gepreßt sein.
  • Die Erfindung wird anhand von zwei Beispielen näher erläutert. Dabei dienen die Figuren zum besseren Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
    • 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 Treibladungspulvern mit gefülltem Zentralkanal;
    • Fig. 4 eine graduelle Verpressung eines Treibladungspulvers in drei Stufen mit Mitteldorn und Einfülltrichter.
    Beispiel 1
  • In einer Treibladungshülse mit einem Volumen VH von 75 cm3 sind 70 Gramm eines 19-Loch-Treibladungspulvers als Schüttpulverladung laboriert. Das 19-Loch-Treibladungspulver besitzt die durchschnittlichen geometrischen Abmessungen:
    • Anfangsinnen-Durchmesser 0 iA = 130 µm
    • Treibladungspulverkorn-Außendurchmesser 0 TLP = 3,46 mm
    • Treibladungspulver-Zylinderlänge L TLP = 4,09 mm
  • Mit einer Dichte von p - 1.608 g/cm3 ergibt sich eine Treibladungspulver-Stückzahl von Q = 1.163. Die gesamte Oberfläche der Treibladung beträgt OA = 1099 cm2 und teilt sich auf in eine äußere Oberfläche von 08 = 730 cm2 und eine innere Oberfläche Oi = 369 cm2. Die Oberfläche setzt sich zusammen aus dem Zylindermantel, den Stirnflächen und der Oberfläche der Bohrungen in den Treibladungspulverkörpern.
  • Bei einer Erhöhung der Ladungsmasse infolge des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun die lichte Weite der Innenkanäle abnehmen, wodurch sich eine Verringerung der inneren Oberfläche ergibt. Es läßt sich nun ein Grenzwert für den erforderlichen lichten Durchmesser 0; der Innenkanäle als Funktion der Lademassenerhöhung ermitteln, bei dem die Anfangsabbrandoberfläche OA der Treibladung trotz der Lademassenerhöhung konstant bleibt. Einen solchen Funktionsverlauf zeigt für das behandelte Beispiel Figur 1. Es wurde auch die aus der Lademassenerhöhung resultierende Abnahme des freien Luftvolumens mit VdVLA in der Patronenhülse eingetragen, wobei VL = das jeweilige Luftleervolumen bei Füllung und VLA = das Anfangsvolumen von Luft in der Treibladungshülse bei einer Ladung von 70 g bedeuten. Aus dem Diagramm läßt sich leicht entnehmen, daß der für das Verfahren vorzugsweise angegebene Bereich der Ladedichte zwischen 1,1 u. 1,3 g/cm3 für das gewählte Beispiel Werte des lichten Innenkanals angibt, die noch technisch machbar sind. Andererseits ist in der Treibladungshülse dann noch ein beträchtliches Leervolumen vorhanden, so daß die Anzündung der Treibladung ohne Schwierigkeiten möglich ist.
    • Beispiel 2
  • Ein auf bekannte Weise hergestelltes 19-Loch-Pulver mit einem Lochdurchmesser 0,15 mm und der Zusammensetzung:
    • 73 Gew.-% Nitrocellulose
    • 20 Gew.-% Diglycoldinitrat
    • 5 Gew.-% Nitroguanidin
    • 1 Gew.-% Methyl-Diphenylharnstoff
    • 1 Gew.-% Natriumsulfat,

    auf dessen Oberfläche 1% Dioctylphthalat in einer Nachbehandlung aufgebracht wird und dessen einzelne Körner einen Außendurchmesser von 4,0 mm bei einer Länge von 4 mm besitzen, wird in Treibladungshülsen der Abmessungen 30 mm x 113 DEFA gefüllt. Vor dem Füllen wurde ein Dorn auf das in dem Hülsenboden befindliche Anzündhütchen gestellt und dann die Schüttung mit dem Pulver durchgeführt. Anschließend wurde das Pulver mit einer Handpresse und einem Preßstempel in Hohlzylinderform (Zylinderdurchmesser = Durchmesser des Dorns) verdichtet. Nach dem Verdichten wurde der Dorn entfernt und in den verbleibenden Hohlraum Pulver eingeschüttet. Insgesamt wurden jeweils 62 g Pulver in die einzelnen Treibladungshülsen eingepreßt. Anschließend wurden Ubungsgeschosse mit 245 g Masse eingesetzt und angewürgt. In einem 30 mm Gasdruckmesser wurden bei den Temperaturen von -40°C, + 21°C und +50°C die Maximaldrucke Pmax in bar und die Mündungsgeschwindigkeiten VE in m/s ermittelt. Bei gleichem Maximaldruck ergab sich folgende Geschwindigkeitserhöhung gegenüber den Werten für die Original-Treibladung:
    Figure imgb0001
  • Dabei steht "T" für Temperatur und 0" für den Leistungszuwachs durch Geschoßgeschwindigkeitserhöhung.
  • Mit dem gleichen Treibladungspulver wurde mit Treibladungshülsen 27 mm x 145 folgende Verbesserung bei einer Ladungserhöhung um 13,5 g erzielt:
    Figure imgb0002
  • Versuche mit leicht abgewandelten Treibladungsmuster in Geometrie und Oberflächenbehandlung ergaben gegenüber den Patronen 25 mm x 137 APDS und 705 mm x 617 APDS eine Geschwindigkeitszunahme zwischen 50 und 100 m/s mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Dies bedeutet, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch in einem großen Kaliberbereich und bei unterschiedlichen Geschoßarten eingesetzt werden kann.
  • Die schematische Darstellung der Treibladungshülsen mit eingepreßtem Treibladungspulver nach den Figuren 2 bis 4 zeigt in Fig. 2 eine Treibladungshülse 100 mit einem Treibladungspulver 101, das vom Hülsenboden 102 zum Hülsenmund 103 graduell verpreßt ist. In dem gezeigten Beispiel nimmt die Ladungsdichte zur Hülsenmund 103 hin zu.
  • Fig. 3 zeigt eine gleiche Treibladungshülse 100 mit Hülsenboden 102 und Hülsenmund 103. Das Treibladungspulver 101 ist hier in den drei Teilmengen 101.1, 101.2 und 101.3 in die Treibladungshülse 100 eingefüllt worden und jeweils abschnittsweise mit gleichem Druck zusammengepreßt worden.
  • Ausgehend vom Hülsenhoden 102 befindet sich in der Längsachse der Treibladungshülse 100 ein zum Hülsenmund 103 konisch erweiteter Kanal 104, der mit einem Treibladungspulver 105 aufgefüllt ist. Der obere, freie Preßrand der oberen Teilmenge des Treibladungspulvers ist gegen Ausbröckeln und/oder Aufwerfen des Preßspiegels durch eine plastisch-anschmiegsame und rückstandsfrei verbrennbare Abdeckung 110 stabilisiert.
  • Die Fig. 4 zeigt wiederum die Treibladungshülse 100 mit dem Hülsenboden 102 und dem Hülsenmund 103. Das Treibladungspulver 101 ist mit unterschiedlichen Drücken in die Treibladungshülse 100 eingepreßt worden. So ergibt sich für die untere Teilmenge 101.4 die größte Ladedichte, die über die Teilmenge 101.5 bis zur Teilmenge 101.6 abnimmt. Bei diesem Beispiel befindet sich die größte Ladedichte Hülsenboden 102. In der Längsachse der Treibladungshülse 100 ist der Kanal 104 mit konischer Erweiterung zum Hülsenmund 103 geschaffen. Das Treibladungspulver wird über einen Einfülltrichter 106, dessen Einfüllstutzen 107 direkt an der Innenwand des Hülsenmundes 103 anliegt, in die Treibladungshülse geschüttet. Mit 108 ist der Preßstempel und mit 109 der Dorn zum Schutz des Anzündelementes im Hülsenboden 102 bezeichnet.

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/cm3 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 derart verformt ist, daß die verkleinerte lichte Weite der Innenkanäle der Pulverkörper und die Verringerung ihrer Abbrandoberfläche durch Erhöhung der Ladungsmasse bei verzögertem Abbrand kompensierbar ist.
2. Treibladung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
mit gleichen oder unterschiedlichen Drücken abschnittsweise gleichmäßige oder graduell verschiedenen in der Treibladungshülse (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 einer Treibladung für Hülsenmunition aus Treibladungspulverkörpern, wie Mehrloch-, Röhrchen-, Streifen- oder Kugelpulverkörpern,
dadurch gekennzeichnet.
daß die Treibladungspulverkörper mittels eines Einfülltrichters (106), dessen Einfüllstutzen (107) an der Innenwand des Hülsenmundes (103) der Treibladungshülse (100) unmittelbar anliegt, in die Treibladungshülse (100) eingefüllt werden, und daß durch Anwendung von äußerem Druck und ohne Zusatz von Binde- und/oder Lösungsmitteln die ganz oder zumindest in Teilmengen aus Mehrloch- oder Röhrchenpulverkörpern bestehende Ladung bis zu einer Ladedichte zwischen 1,0 bis 1,5 g/cm3 zusammengepreßt und bei einer nahezu gleichmäßigen oder graduell verschiedenen Verdichtung elastisch bis plastisch derart verformt wird, daß die verkleinerte lichte Weite der Innenkanäle der Pulverkörper und die Verringerung ihrer Abbrandoberfläche durch Erhöhung der Ladungsmasse bei verzögertem Abbrand kompensiert 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 (110) aus plastischanschmiegsamen, 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 Dorn (109) eingesetzt wird, durch den in der Treibladung ein Kanal (104) entsteht, der mit Anzündmischung und/oder Teibladungspulverkörpern gefüllt wird.
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