DE102014005997B3

DE102014005997B3 - Patrone und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE102014005997B3
Application number: DE201410005997
Authority: DE
Inventors: Hendrik Redeker; Willi Lübbers
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2015-03-26
Anticipated expiration: 2034-04-29
Also published as: LT3137845T; PL3137845T3; ES2682968T3; DK3137845T3; US20170299361A1; US9995563B2; PT3137845T; WO2015165780A1; EP3137845A1; SI3137845T1; HUE039542T2; EP3137845B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Patrone mit einem Antriebssystem (1) und einem mit dem Antriebssystem (1) verbundenen Geschoss, wobei das Antriebssystem (1) eine mit einer Treibladung (2) gefüllte Treibladungshülse (3) mit einem Hülsenboden (4) umfasst, der eine sich im Wesentlichen axial erstreckende Hülsenbodenöffnung (5) mit bevorzugt T-förmiger Randkontur enthält, und wobei die Hülsenbodenöffnung (5) durch einen, ein Anzündhütchen (9) aufnehmenden, T-förmig ausgebildeten Stopfen (6) verschlossen ist, der in dieser Position durch einen Schmelzsicherungsring (13) einer Berstsicherung gehalten wird. Um zu erreichen, dass die Patrone auf einfache Weise montierbar ist und im Falle des Abschusses eine Beschädigung des Schmelzsicherungsringes (13) sicher vermieden wird, schlägt die Erfindung vor, den Schmelzsicherungsring (13) zwischen der Vorderseite (10) des Kopfteiles (7) des Stopfens (6) und der Rückseite (11) eines sich anschließenden innenseitigen Vorsprunges (12) des Hülsenbodens (4) anzuordnen, sodass der Treibladungsraum durch die vordere Fläche des Stopfenhalses (8) begrenzt wird. Außerdem greifen der innere Rand (19) des Schmelzsicherungsringes (13) form- und/oder kraftschlüssig in eine äußere nutenförmige Ausnehmung (15) des Stopfens (6) und der äußere Rand (20) des Schmelzsicherungsringes (13) form- und/oder kraftschlüssig in eine innere nutenförmige Ausnehmung (16) des Hülsenbodens (4) ein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Patrone mit einem Antriebssystem und einem mit dem Antriebssystem verbundenen Geschoss. Das Antriebssystem umfasst eine mit einer Treibladung gefüllte Treibladungshülse mit einem Hülsenboden, der eine sich im Wesentlichen axial erstreckende Hülsenbodenöffnung mit T-förmiger Randkontur enthält. Die Hülsenbodenöffnung ist durch einen, ein Anzündhütchen aufnehmenden, T-förmig ausgebildeten Stopfen verschlossen, der in dieser Position durch einen Schmelzsicherungsring einer Berstsicherung in der Hülsenbodenöffnung gehalten wird.
Derartige Patronen sind beispielsweise aus dem Dokument DE 10 2011 014 402 A1 bekannt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Patronen, deren Geschosskaliber im mittleren Kaliberbereich, bevorzugt zwischen 35 mm und 40 mm, liegt.
Aus der DE 10 2004 020 838 B3 ist eine Patronenmunition bekannt, die Entlastungskanäle zwischen einer Treibkammer und dem Äußeren der Patronenhülse vorsieht, wobei die Entlastungskanäle mit einem schmelzbaren Material ausgefüllt sind. Das Schmelzmaterial hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Zündtemperatur der Zündeinrichtung und der Treibladung. Steigt die Umgebungstemperatur der Patronenhülse über den Schmelzpunkt des Schmelzmaterials, schmilzt dieses und gibt die Entlastungskanäle frei, sodass beim späteren Zünden der Treibladung dieses ohne Druckaufbau abbrennt.
Die US 2012/0204750 A1 beschreibt ein Druckentlastungssystem für eine Patrone, die US 2003/0205161 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur lösbaren Befestigung einer Verschlussplatte an einem Gehäuse.
Um zu vermeiden, dass es bei einem Brand, etwa in einem Munitionsdepot, zu einer Explosion derartiger Patronen kommen kann, enthalten sie jeweils eine Berstsicherung. Diese besteht im Wesentlichen aus einer durch die Hülsenbodenöffnung gebildeten Druckentlastungsöffnung und dem als Schmelzsicherung wirkenden Schmelzsicherungsring. Dabei stützt sich der Schmelzsicherungsring mit seiner dem Hülsenboden zugewandten Rückseite an einem Vorsprung des Hülsenbodens ab und begrenzt mit seiner Vorderseite den Treibladungsraum. Der das Anzündhütchen enthaltende Stopfen ist von der Rückseite des Hülsenbodens in die Hülsenbodenöffnung eingeführt und wird innerhalb der Hülsenbodenöffnung durch den Schmelzsicherungsring gehalten. Hierzu weist das vordere Ende des Stopfenhalses eine Aufweitung auf, die den Schmelzsicherungsring treibladungsseitig hintergreift.
Der Schmelzsicherungsring besteht aus einem druckfesten Material, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als die niedrigste Zündtemperatur der pyrotechnischen Zündladung des Anzündhütchens und Treibladungspulvers, sodass im Falle eines Brandes zunächst der Schmelzsicherungsring schmilzt, bevor das Anzündhütchen zünden kann und damit der Stopfen seinen Halt verliert und die Druckentlastungsöffnung freigibt.
Zur Montage der Patrone wird der Schmelzsicherungsring von der dem Geschoss der Patrone zugewandten Vorderseite der Treibladungshülse in deren Innenraum eingeführt. Dieses erschwert die Montage von Patronen, insbesondere mit langen Treibladungshülsen und kleinerem Kaliber. Die Treibladung wird zudem erst nach der Montage des Schmelzsicherungsringes in die Treibladungshülse eingefüllt und das Geschoss erst anschließend mit der Treibladungshülse verbunden.
Aufgrund des direkten Kontaktes des Schmelzsicherungsringes mit der Treibladung kann beim Abschuss der entsprechenden Patrone, und den damit verbundenen hohen innenballistischen Belastungen, es zu Beschädigungen des Schmelzsicherungsringes und damit unter Umständen auch zu Gasdruckverlusten kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Patrone der eingangs erwähnten Art anzugeben, die einfacher als vergleichbare bekannte Patronen montierbar ist, und bei der im Falle des Abschusses der Patrone eine Beschädigung des Schmelzsicherungsringes sicher vermieden wird. Außerdem soll ein Verfahren zur Montage der Patrone offenbart werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Patrone durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, den Schmelzsicherungsring nicht am treibladungsseitigen Ende des Stopfenhalses in der Treibladungshülse anzuordnen, sondern zwischen der Vorderseite des Kopfteiles des Stopfens und der Rückseite eines sich anschließenden innenseitigen Vorsprunges des Hülsenbodens, sodass der Treibladungsraum nicht durch den Schmelzsicherungsring, sondern nur durch die vordere Fläche des Stopfenhalses begrenzt wird. Außerdem weist der plastisch verformbare Schmelzsicherungsring einen Außendurchmesser auf, der derart gewählt ist, dass er zur Montage von der Außenseite des Hülsenbodens in die Hülsenbodenöffnung einsetzbar ist.
In der montierten Position der Patrone ist der Schmelzsicherungsring durch die von dem Kopfteil des Stopfens auf ihn ausgeübte axiale Kraft derart plastisch verformt, dass sein innerer Rand form- und/oder kraftschlüssig in eine äußere nutenförmige Ausnehmung des Stopfens und sein äußerer Rand form- und/oder kraftschlüssig in eine innere nutenförmige Ausnehmung des Hülsenbodens eingreift.
Die Montage des Schmelzsicherungsringes von der Rückseite des Hülsenbodens aus ermöglicht eine zuverlässige, schnelle Montage unabhängig von der Länge der Treibladungshülse und von dem Kaliber der Patrone. Die Montage erfolgt nunmehr nicht mehr von der Innenseite sondern von der Außenseite her. Zudem werden in nur einem Prozessschritt der Stopfen mit dem Ring in die Hülse eingedrückt, der Ring axial gestaucht, sodass er sich radial ausdehnt und in der Treibladungshülse und dem Stopfen verankert.
Dadurch, dass der Schmelzsicherungsring nicht mehr direkt von dem Gasdruck beaufschlagt wird, wird auch bei Munitionsarten, bei denen beim Abschuss sehr hohe innenballistische Belastungen auftreten, verhindert, dass der hohe, anhaltende Gasdruck den Schmelzsicherungsring beschädigt und Gasdruckverluste auftreten.
Durch das Einpressen des Schmelzsicherungsringes in die nutenförmigen Ausnehmungen des Stopfens und des Hülsenbodens werden Stopfen und Hülsenboden gegeneinander abgedichtet, sodass keine zusätzlichen Dichtungen erforderlich sind.
Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Befüllung der Treibladungshülse durch die Hülsenbodenöffnung. Damit ist man in der Lage die Patronen so weit vorzumontieren, dass lediglich noch eine Befüllung mit Treibladungspulver und ein Verschließen der Hülsenbodenöffnung erforderlich sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
1 den Längsschnitt durch den heckseitigen Bereich des Antriebssystems einer erfindungsgemäßen Patrone nach dem Einsetzen eines Schmelzsicherungsringes und eines Stopfens in die Hülsenbodenöffnung der Treibladungshülse, bevor sich der Stopfen in seiner montierten Endposition befindet und
2 die 1 entsprechende Ansicht, nachdem der Stopfen seine Endposition erreicht hat.
In den 1 und 2 ist mit 1 das Antriebssystem einer erfindungsgemäßen Patrone (beispielsweise einer Übungspatrone mit dem Kaliber 40 mm) bezeichnet. Zwecks einer vollständigen insensitiven Munition (IM) wird auf die DE 10 2004 020 838 B3 oder DE 10 2011 014 402 A1 verwiesen, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Das Antriebssystem 1 umfasst eine mit einer Treibladung 2 gefüllte Treibladungshülse 3 mit einem heckseitig angeordneten Hülsenboden 4. Der Hülsenboden 4 enthält eine Hülsenbodenöffnung 5 mit, in Richtung der Längsachse der Patrone gesehen, T-förmiger Randkontur (bevorzugt). Die Hülsenbodenöffnung 5 ist durch einen entsprechenden, hier T-förmig ausgebildeten Stopfen 6 mit Kopfteil 7 und Stopfenhals 8 verschlossen. In diesen Stopfen 6 ist ein Anzündhütchen 9 eingepresst.
Zwischen der Vorderseite 10 des Kopfteiles 7 des Stopfens 6 und der Rückseite 11 eines innenseitigen Vorsprunges 12 des Hülsenbodens 4 ist ein plastisch verformbarer Schmelzsicherungsring 13 (beispielsweise aus einer Legierung aus Wismut und Zinn) angeordnet, der einen Außendurchmesser aufweist, welcher derart gewählt ist, dass er von der Rückseite 14 des Hülsenbodens 4 in die Hülsenbodenöffnung 5 einsetzbar ist (1).
Wird nun, ausgehend von der in 1 dargestellten Position des Stopfens 6, das Kopfteil 7 in Richtung des Schmelzsicherungsringes 13 von einer axialen Kraft beaufschlagt, so stützen sich die Vorderseite 17 des Schmelzsicherungsringes 13 an der Rückseite 11 des innenseitigen Vorsprunges 12 und die Rückseite 18 des Schmelzsicherungsringes 13 an der Vorderseite 10 des Kopfteiles 7 des Stopfens 6 ab, sodass der Schmelzsicherungsring 13 zusammengedrückt und plastisch verformt wird. Dadurch fließt das Material des Schmelzsicherungsringes 13 radial in eine nutenförmige Ausnehmung 15 des Stopfens 6 und in eine nutenförmige Ausnehmung 16 des Schmelzsicherungsringes 13 (2). Der innere Rand 19 des Schmelzsicherungsringes 13 greift daher nun form- und kraftschlüssig in die äußere nutenförmige Ausnehmung 15 des Stopfens (6), und der äußere Rand 20 des Schmelzsicherungsringes greift form- und kraftschlüssig in die innere nutenförmige Ausnehmung 16 des Hülsenbodens 4 ein.
Dadurch wird der Stopfen 6 innerhalb der Hülsenbodenöffnung 5 fixiert, ohne dass es zu einer nennenswerten Beaufschlagung des Schmelzsicherungsringes 13 durch die Treibladungsgase im Falle einer späteren Schussabgabe kommt.
Sofern hingegen die Patrone einem nicht beabsichtigten Brand etwa in einem Munitionsdepot ausgesetzt sein sollte, schmilzt der Schmelzsicherungsring 13 bevor es zur Zündung des Anzündhütchens 9 oder des Treibladungspulvers kommt und der Stopfen 6 wird freigegeben, sodass er nach der Zündung der Treibladung 2 durch die sich bildenden Treibladungsgase ohne nennenswerte Geschwindigkeit aus der Hülsenbodenöffnung 5 herausgedrückt wird.
Die Montage des Antriebsystems 1 wird ihrerseits vereinfacht. Das Anzündhüttchen 9 wird in den Stopfen 6 eingesetzt. In die Treibladungshülse 3 wird der Schmelzsicherungsring 13 eingesetzt. Dann wird die Einheit Stopfen 6 und Anzündhütchen 9 mit axialer Kraft in die Treibladungshülse 3 eingepresst. Dadurch wird, wie bereits erwähnt, der Schmelzsicherungsring 13 in der Höhe zusammengedrückt, sodass der Werkstoff plastisch verformt und radial in die nutenförmigen Ausnehmungen 15 an der Treibladungshülse 3 und Stopfen 6 fließt. Durch dieses Verpressen ist auch eine Abdichtung gegen äußere Umwelteinflüsse gegeben. Die Verformung des Schmelzsicherungsringes 13 erzeugt eine sichere Haltekraft gegen die beim Transport, Vibration und Beschuss auftretenden Kräfte.
Bezugszeichenliste

1: Antriebssystem
2: Treibladung
3: Treibladungshülse
4: Hülsenboden
5: Hülsenbodenöffnung
6: Stopfen
7: Kopfteil
8: Stopfenhals
9: Anzündhütchen
10: Vorderseite (Kopfteil)
11: Rückseite (Vorsprung)
12: Vorsprung
13: Schmelzsicherungsring
14: Rückseite (Hülsenboden)
15: Ausnehmung (Stopfen)
16: Ausnehmung (Hülsenboden))
17: Vorderseite (Schmelzsicherungsring)
18: Rückseite (Schmelzsicherungsring)
19: innerer Rand (Schmelzsicherungsring)
20: äußerer Rand (Schmelzsicherungsring)

Claims

Verfahren zur Montage einer Patrone mit einem Antriebssystem (1) und einem mit dem Antriebssystem (1) verbundenen Geschoss, wobei das Antriebssystem (1) eine mit einer Treibladung (2) gefüllte Treibladungshülse (3) mit einem Hülsenboden (4) umfasst, der eine sich im Wesentlichen axial erstreckende Hülsenbodenöffnung (5) enthält, und wobei die Hülsenbodenöffnung (5) durch einen, ein Anzündhütchen (9) aufnehmenden, Stopfen (6) verschlossen ist, der in dieser Position durch einen Schmelzsicherungsring (13) einer Berstsicherung gehalten wird, mit den Merkmalen: a. von der Rückseite (14) des Hülsenbodens (4) der Treibladungshülse (3) wird der Schmelzsicherungsring (13) in die Hülsenbodenöffnung (5) eingeführt, bis sich dieser mit seiner Vorderseite (17) an dem innenseitigen Vorsprung (12) des Hülsenbodens (4) abstützt, b. anschließend wird der Stopfen (6) in die Hülsenbodenöffnung (5) eingeführt und mittels des Kopfteiles (7) eine axiale Kraft auf die Rückseite (18) des Schmelzsicherungsringes (13) ausgeübt, sodass der Schmelzsicherungsring (13) zusammengedrückt und plastisch verformt wird und sein Material radial in die nutenförmigen Ausnehmungen (15, 16) des Stopfens (6) und des Hülsenbodens (4) fließt, wodurch keine zusätzlichen Dichtungen erforderlich sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzündhütchen (9) vor dem Einführen des Stopfens (6) in die Hülsenbodenöffnung (5) der Treibladungshülse (3) mit dem Stopfen (6) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befüllung der Treibladungshülse (3) durch die Hülsenbodenöffnung (5) erfolgt.
Patrone, montiert nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzsicherungsring (13) sich mit seiner Vorderseite (17) an der Rückseite (11) eines innenseitigen Vorsprunges (12) des Hülsenbodens (4) sowie mit seiner Rückseite (18) an der Vorderseite (10) des Kopfteiles (7) des Stopfens (6) abstützt, wobei sein innerer Rand (19) form- und/oder kraftschlüssig in eine äußere nutenförmige Ausnehmung (15) des Stopfens (6) und sein äußerer Rand (20) form- und/oder kraftschlüssig in eine innere nutenförmige Ausnehmung (16) des Hülsenbodens (4) eingreift, sodass die Schmelzsicherung nicht direkt vom Gasdruck beaufschlagt wird und keine zusätzlichen Dichtungen erforderlich sind.
Patrone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzsicherungsring (13) einen Außendurchmesser aufweist, der derart gewählt ist, dass er zur Montage der Patrone von der Rückseite (14) des Hülsenbodens (4) in die Hülsenbodenöffnung (5) einsetzbar ist.
Patrone nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (6) T-förmig ausgebildet ist.
Patrone nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das plastisch verformbare Schmelzsicherungsmaterial eine Legierung aus Wismut und Zinn ist.