EP0997700A1 - Verfahren zur Herstellung eines schadstoffarmen Mantelgeschosses und danach hergestelltes Geschoss - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines schadstoffarmen Mantelgeschosses und danach hergestelltes Geschoss Download PDF

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EP0997700A1
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bullet
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Olivier Dr. Ing. Chène
Carl Dr. Phys. Hug
Rémy Dipl. Ing. Künstle
Hans Schwendimann
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
    • F42B12/74—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the core or solid body

Definitions

  • the present invention relates to a method for the production of a low-emission shell bullet the preamble of the patent claim as well as to an after this Processed bullet.
  • This method has the disadvantage of being costly thermal process control and is therefore for ordnance ammunition too expensive. Furthermore, the density can be of the projectile only within narrow limits; is also dimensional stability due to temperature fluctuations the high proportion of plastic in the core, insufficient.
  • the projectile created according to this procedure should be compared with an existing and so far in large series manufactured bullet (Ordonnance ammunition 5.6 mm GP90) same weight, same outer geometry, an identical indoor and outdoor ballistics and the same Have breakthrough performance. Furthermore, the dimension should of the projectile also in a wide temperature range must be preserved and - of course - must all requirements of the Hague Convention through the substitute product also be fulfilled.
  • the projectile should be liquid-tight his; Manufacturing tolerances should be due to the design of the floor can be compensated.
  • the projectile according to the invention can be started by a known gravimetric dosing of the tungsten powder and the lubricant and lubricant in its mass exactly and set reproducibly.
  • Calcium stearate mixed intimately, has proven particularly useful with tungsten powder, which when pressed at room temperature a one-piece body is created that holds together; the in claim 4 alternatively enumerated substances are also suitable.
  • the weight percentage specified in claim 5 is optimal, he prevents the pre-compact from breaking apart removal from the press mold and when inserting it into the Bullet jacket.
  • the final pressing takes place according to claim 7 with higher Printing, preferably in the range of 400 MPa.
  • the pressure when pressing the core material must be above 350 MPa, preferably 400 MPa.
  • a leveling and sealing compound according to claim 9 has the advantage that a liquid-tight rear part arises, and that even small manufacturing tolerances with it are compensable.
  • Tin has proven itself because it is under pressure flows easily and thus a completely form-fitting Missile body results.
  • materials according to claim 11 are used, if an absolutely heavy metal-free projectile is required is.
  • a floor is denoted by 100, which has a jacket 1 and a flattened tip 2.
  • a core 8 in the Inside, there is a core 8.
  • the jacket 1 is in his Middle part 3 cylindrical and goes in its rear part 4 sharp-edged into a truncated cone 5.
  • a circumferential gag groove 7 At the upper end of the middle part 3 there is a circumferential gag groove 7, which is used to attach the usual cartridge case.
  • a leveling and sealing compound 9 with a material leveling serving concave crowning 6 is provided.
  • the jacket 1 is in a known manner (according to EP -A- 0106411) made of plated steel.
  • the core 8 consists of a Mixture of tungsten powder and calcium stearate; the balancing and sealing compound 9 made of soft tin.
  • the projectile 100 is produced in a very simple manner and economical way:
  • the shell is like the well-known ordnance ammunition usual by deep drawing a bowl from plated Steel creates. After squeezing it onto the provisional one
  • the length of the core 8 is used in the form of a pre-compact and pressed it with 400 MPa. After that the preformed leveling and sealing compound is inserted and shaped and flared the rear part 4. Finally the gag groove 7 is embossed and the projectile is finished calibrated.
  • the pre-compact is made by intimately mixing 97% by weight Tungsten powder and 3% by weight calcium stearate and subsequent Molding presses generated at a pressure of 300 MPa. Both components are commercially available, with the tungsten powder one with an average grain size of 5 ⁇ m as very useful for setting a lead corresponding Has proven density.
  • the mixture of tungsten powder and the powdered Lubricants and lubricants also in the bullet jacket, exactly dosed and pressed there, with pressures of 400 at least in a last pressing MPa can be applied.
  • the subject of the invention has exactly the same flight dynamic Properties like the previous one to be replaced, leaded ordnance ammunition and causes them, resulting in intensive target practice environmental and Health problems not.
  • the manufacturing process described can basically with the previous equipment and the same staff take place like conventional bullet production.

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Abstract

Zur Vermeidung von Gesundheits- und Umweltproblemen wird die Verwendung von bleihaltiger Munition in den letzten Jahren beschränkt und teilweise sogar verboten. Erfindungsgemäss wird eine bisher hauptsächlich für Übungszwecke eingesetzte Ordonnanzmunition mit Bleikern durch eine solche mit einem Wolframkern (8) ersetzt. Dieser wird durch ein oder mehrstufiges Kaltpressverfahren hergestellt, wobei dem Kern (8) aus Wolframpulver ein Schmier- und Gleitmittel beigemengt ist. Durch ein Fertigpressen im Mantel (1) lässt sich ein form- und dimensionsgenaues Geschoss (100) erzielen, welches die gleichen ballistischen und flugdynamischen Eigenschaften wie das zu Substituierende aufweist. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines schadstoffarmen Mantelgeschosses nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs sowie auf ein nach diesem Verfahren hergestelltes Geschoss.
Seit Jahrhunderten wird kostengünstiges Blei aufgrund seiner hohen Dichte und Weiche als Geschossmaterial oder zumindest als Kernmaterial für Geschosse verwendet. Der langjährige Einsatz von bleihaltigen Geschossen in Übungs- und Jagdmunition hat zu grossen toxischen Problemen geführt und insbesondere die Umgebung von Schiessanlagen stark mit Schwermetall belastet. Somit war es nur eine Frage der Zeit, bis die Forderung nach schadstoffarmen, insbesondere bleifreien Geschossen aufkam. So wurde beispielsweise in manchen Ländern vom Gesetzgeber bereits ein Schrotverbot erlassen für die Jagd über Wasser- und Sumpfgebieten.
Aus der EP -A- 0641836 ist es bekannt, zur Erzeugung von Massen hoher Dichte, Wolframpulver in eine Kunststoffmatrix einzulagern, welche in Geschossen und als Angelgewichte Verwendung finden. Dabei werden diese in einem aufwendigen Herstellungsverfahren bei Temperaturen von über 185 °C vor allem zu schadstoffarmer Jagdmunition verarbeitet.
Dieses Verfahren weist den Nachteil einer kostenintensiven thermischen Prozessführung auf und ist daher für eine Ordonnanzmunition zu teuer. Im weiteren lässt sich die Dichte des Geschosses nur in engen Grenzen einstellen; zudem ist die Dimensionsstabilität bei Temperaturschwankungen, aufgrund des hohen Kunststoffanteils im Kern, ungenügend.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, welches die Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist, mit überall vorhandenen Betriebseinrichtungen umsetzbar ist, insbesondere keine thermischen Prozesse mit entsprechenden Anlagen erfordert und sich in der resultierenden Dichte auf einfache Weise einstellen lässt.
Das nach diesem Verfahren geschaffene Geschoss soll, verglichen mit einem existierenden und bisher in grossen Serien hergestellten Geschoss (Ordonnanz-Munition 5.6 mm GP90) ein gleiches Gewicht, eine gleiche Aussengeometrie, eine identische Innen- und Aussenballistik und eine gleiche Durchschlagsleistung aufweisen. Im weiteren soll die Dimension des Geschosses auch in einem weiten Temperaturbereich erhalten bleiben und - selbstverständlich - müssen sämtliche Auflagen der Haager-Konvention durch das Substitutionsprodukt ebenfalls erfüllt sein.
Zusätzlich soll das Geschoss flüssigkeitsdicht ausgestaltbar sein; Fabrikationstoleranzen sollen durch die Konstruktion des Geschosses kompensierbar werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder Anspruch 2 gelöst.
Das erfindungsgemässe Geschoss lässt sich durch eine an sich bekannte gravimetrische Dosierung des Wolframpulvers und des Schmier- und Gleitmittels in seiner Masse genau und reproduzierbar festlegen.
In abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Durch ein Wolframpulver mit der in Anspruch 3 angegebenen Körnung können Dichten erreicht werden, welche einem Bleikern entsprechen.
Besonders bewährt hat sich Calziumstearat, innig vermischt mit Wolframpulver, wodurch beim Verpressen bei Raumtemperatur ein einstückiger Körper entsteht, der zusammenhält; die im Anspruch 4 alternativ aufgezählten Stoffe sind ebenfalls geeignet.
Der in Anspruch 5 angegebene Gewichtsanteil ist optimal, er verhindert ein Auseinanderbrechen des Vor-Presslings bei der Entnahme aus der Pressform und beim Einsetzen in den Geschossmantel.
Um ein einwandfreies Manipulieren des Vor-Presslings zu ermöglichen sind Pressdrucke von etwas über 300 MPa vorteilhaft, Anspruch 6.
Das Fertigpressen erfolgt gemäss Anspruch 7 mit höheren Drucken, vorzugsweise im Bereich von 400 MPa.
Der Pressdruck beim Verpressen des Kernmaterials muss über 350 MPa liegen, vorzugsweise bei 400 MPa, Anspruch 8.
Der Einbezug einer Ausgleichs- und Dichtmasse nach Anspruch 9 hat den Vorteil, dass ein flüssigkeitsdichtes Heckteil entsteht, und dass auch kleine Fabrikationstoleranzen damit ausgleichbar sind.
Bewährt hat sich Zinn, Anspruch 10, weil dieses unter Druck leicht fliesst und dadurch einen vollkommen formschlüssigen Geschosskörper ergibt.
Alternativ werden Materialien nach Anspruch 11 verwendet, wenn ein absolut schwermetallfreies Geschoss erforderlich ist.
Durch eine Bördelung nach Anspruch 12 wird das Fliessen des Materials optimal ausgenutzt, in dem dort ein eventueller Materialüberschuss aus dem Inneren herausguellen kann.
Nachfolgend wird anhand einer Zeichnung der Erfindungsgegenstand näher erläutert. Es zeigt die einzige
Figur
ein Kleinkaliber- Mantelgeschoss mit einem schadstoffarmen Kern.
In der Figur ist ein Geschoss mit 100 bezeichnet, welches einen Mantel 1 und eine abgeplatteten Spitze 2 aufweist. Im Inneren, befindet sich ein Kern 8. Der Mantel 1 ist in seinem Mittelteil 3 zylindrisch und geht in seinem Heckteil 4 scharfkantig in einen Kegelstumpf 5 über. Am oberen Ende des Mittelteils 3 befindet sich eine umlaufende Würgerille 7, welche der Befestigung der üblichen Patronenhülse dient.
Anschliessend an den eigentlichen Kern 8 ist eine Ausgleichs- und Dichtmasse 9 mit einer dem Materialausgleich dienenden konkaven Bombierung 6 vorgesehen.
Der Mantel 1 ist in bekannter Weise (nach EP -A- 0106411) aus plattiertem Stahl gefertigt. Der Kern 8 besteht aus einer Mischung aus Wolframpulver und Calziumstearat; die Ausgleichs- und Dichtmasse 9 aus weichem Zinn.
Die Herstellung des Geschosses 100 erfolgt in sehr einfacher und wirtschaftlicher Weise:
Der Geschossmantel wird wie bei der bekannten Ordonnanzmunition üblich durch Tiefziehen eines Napfes aus plattiertem Stahl erzeugt. Nach dessen Abquetschen auf die vorläufige Länge wird der Kern 8 in Form eines Vor-Presslings eingesetzt und dieser mit 400 MPa fertig gepresst. Danach wird die ebenfalls vorgeformte Ausgleichs- und Dichtmasse eingelegt und das Heckteil 4 geformt und gebördelt. Schliesslich wird die Würgerille 7 geprägt und das Geschoss auf das Fertigmass kalibriert.
Während der letzten Fabrikationsstufen erfolgt ein automatischer Massenausgleich, indem überschüssiges Material an der Bombierung 6 - um einige 1/100 mm - heraustreten kann, ohne den Massenschwerpunkt und damit die Ballistik negativ zu beeinflussen.
Der Vor-Pressling wird durch inniges Mischen von 97 Gew.-% Wolframpulver und 3 Gew.-% Calziumstearat und anschliessendes Formpressen bei einem Druck von 300 MPa erzeugt. Beide Komponenten sind handelsüblich, wobei sich beim Wolframpulver ein solches mit einer mittleren Körnung von 5 µm als sehr zweckmässig zur Einstellung einer dem Blei entsprechenden Dichte erwiesen hat.
Durch den Einsatz notorisch bekannter Wiegeautomaten lässt sich die Masse des Kerns auch in der Gross-Serienfertigung reproduzierbar auf eine Genauigkeit von plus/minus 4/100 g festlegen.
Alternativ kann die Mischung aus Wolframpulver und dem pulverförmigen Schmier- und Gleitmittel auch in den Geschossmantel, genau dosiert eingefüllt und dort gepresst werden, wobei zumindest in einer letzten Pressung Drucke von 400 MPa angewendet werden.
Der Erfindungsgegenstand hat genau die gleichen flugdynamischen Eigenschaften wie die zu ersetzende bisherige, bleihaltigen Ordonnanzmunition und verursacht aber deren, bei intensiven Schiessübungen resultierenden Umwelt- und Gesundheitsprobleme nicht.
Das beschriebene Herstellungsverfahren kann grundsätzlich mit den bisherigen Betriebsmitteln und dem gleichen Personal erfolgen, wie die konventionelle Geschossherstellung.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Mantelgeschosses für eine Kleinkalibermunition mit einem Kern aus einem wolframhaltigen Material und einem an diesem anliegenden Mantel aus Stahl oder einer Kupferlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt Wolframpulver mit einem pulverförmigen Schmier- und Gleitmittel gemischt wird, dass diese Mischung in einem zweiten Schritt gepresst wird und der resultierende Vor-Pressling in einem dritten Schritt in den Geschossmantel eingefügt und dort auf die zu erzielende Dichte fertig gepresst wird.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Mantelgeschosses für eine Kleinkalibermunition mit einem Kern aus einem wolframhaltigen Material und einem an diesem anliegenden Mantel aus Stahl oder einer Kupferlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt Wolframpulver mit einem pulverförmigen Schmier- und Gleitmittel gemischt wird, dass diese Mischung in einem zweiten Schritt in den Geschossmantel dosiert eingefüllt wird und dort in wenigstens einem weiteren Schritt auf die zu erzielende Dichte fertig gepresst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wolframpulver eine mittlere Körnung von weniger als 10 µm, vorzugsweise 5 µm aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und Gleitmittel Calziumstearat oder Magnesiumstearat oder Aluminiumstearat oder Natriumstearat oder Paraffin ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Schmier- und Gleitmittels 1 bis 10 Prozent, vorzugsweise 3 Prozent beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vor-Pressling mit einem Druck von wenigstens 300 MPa vorgepresst wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vor-Pressling im Geschossmantel mit einem gegenüber der Vorpressung erhöhten Druck fertiggepresst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern mit einem Druck von wenigstens 350 MPa fertig gepresst wird.
  9. Nach dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestelltes Mantelgeschosses mit einem Kern aus einem wolframhaltigen Material und einem an diesem anliegenden Mantel, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (8) aus Wolfram und Schmier- und Gleitmittel kürzer ist als der Geschossmantel (1) und dass das Heckteil (4) durch eine Ausgleichs- und Dichtmasse (9) abgeschlossen ist.
  10. Mantelgeschosses nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichs- und Dichtmasse (9) aus Zinn besteht.
  11. Mantelgeschosses nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichs- und Dichtmasse (9) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
  12. Mantelgeschosses nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Heckteil (4) einen Kegelstumpf (5) aufweist und dass durch eine Bördelung die Ausgleichs- und Dichtmasse (9) kraftschlüssig gehalten ist.
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