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Kartusche Die Erfindung bezweckt die Verminderung des Ver- schleisses, der normalerweise bei Verwendung bekannter Treibladungen in den Läufen bzw. Rohren von Feuerwaffen auftritt. Unter Kartusche ist eine Hülse, Kapsel, Hülle oder ein Beutel zu verstehen, in denen eine Treibladung für eine Feuerwaffe enthalten ist. Bei kleinen Waffen und einigen Geschützen umfasst die Kartusche auch das Geschoss.
Das Problem des starken Rohrverschleisses ist so alt wie die Geschichte der Feuerwaffen. Durch die stärkeren Treibladungen in modernen Kartuschen ist dieses Problem jedoch heute besonders kritisch. Beispielsweise kann die Lebensdauer eines Geschützrohres heute 250 Schuss betragen, nach denen es ausgewechselt werden muss. Dies hat den offensichtlichen Nachteil, dass die Genauigkeit des Geschützes nach mehreren Schüssen beeinträchtig wird. Ferner muss das Geschütz für die Zeit des Rohrwechsels aus dem Dienst gezogen werden. Es wurde festgestellt, dass es durch Verwendung von Zusatzmitteln möglich ist, die Lebensdauer eines Geschützrohres von annehmbarer Genauigkeit so weit zu verlängern, dass sie in einigen Fällen der praktischen Lebensdauer des Geschützes entspricht.
Beispielsweise ist die Leistung eines Geschützrohrs nicht mehr auf 250 Schuss beschränkt, sondern kann auf 2000 oder mehr Schuss bei gleichbleibender Genauigkeit erhöht werden.
Die Ursache der Rohrabnutzung ist noch nicht völlig ergründet, jedoch wird angenommen, dass die Abnutzung auf Schmelzen, Weichwerden oder physikalische Verschlechterung der Rohroberfläche beim Abfeuern und anschliessende teilweise Erosion dieser weichen Schicht durch die ausströmenden Verbrennungsgase zurückzuführen ist.
Zu den bisherigen Versuchen, die schädlichen Auswirkungen der Treibladungen auf die Rohre von Feuerwaffen auszuschalten, gehört die Verwendung von Ammoniumcarbonat in einer Kartusche, um verhältnismässig kühle Gase zu bilden, die die Verbrennungsprodukte der Haupttreibladung umgeben und dadurch das Rohr gegen die Hitzceinwirkung dieser Produkte schüt- zen. Ferner ist die Verwendung verschiedener Zusatzstoffe für rauchloses Pulver bekannt, die einen Belag auf der Innenwand des Rohres bilden, der das Rohr gegen die rostende Wirkung von Feuchtigkeit und .der im Rohr bleibenden Rückstandprodukte der Pulververbrennung,
aber nicht gegen die erodierende Wirkung der Verbrennungsgase während des Abfeuerns schützt. Es wurde also bereits vorgeschlagen, einen rostbeständigen Belag sowie kühle Gase zur Isolierung des Rohres zu bilden, aber die Erfindung ist in bezug auf den Schutz, den sie gegen die Abnutzung von Metallteilen gewährt, den bekannten Methoden überlegen.
Die Erfindung betrifft eine Kartusche mit einer Treibladung, die mit einem Mittel zur Verringerung des Rohrverschleisses versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel im wesentlichen eine Kohlenstoffverbin- dung enthält, die fähig ist, ein relativ kühles Gas beim Abfeuern der Kartusche zu bilden, in welche ein fein verteilter Stoff dispergiert ist, der Verbindungen des Aluminiums, Bors, Titans, Vanadins, Chroms, Zirkons, Niobs, Molybdäns, Hafniums, Tantals, Wolframs, Urans, Zinks oder Thoriums oder diese Elemente selbst enthält,
die einen temperaturbeständigen Rohrschutz beim Abfeuern bilden.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Kartuschen sind die gegenüber der unbehandelten Ladung unveränderten innenballistischen Eigenschaften. Beispielsweise wurde festgestellt, dass Mündungsgeschwindigkeit und -druck unverändert sind. Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, die bevorzugte Ausführungsformen darstellt.
Fig. 1 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer Patrone gemäss der Erfindung, Fig. 2 stellt das ausgebreitete Blatt dar, dass in der in Fig. 1 dargestellten Patrone verwendet wird, Fig. 3 ist eine S-.itenansicht des in Fig. 2 dargestellten Blatts, Fig.4 ist eine Seitenansicht einer teilweise aufge-
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schnittenen Patrone und veranschaulicht ein anderes Beispiel der Erfindung, Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer teilweise aufgeschnittenen Patrone und veranschaulicht ein weiteres Beispiel der Erfindung.
Weitere Beispiele der Erfindung, auf die nachstehend näher eingegangen wird, sind in Fig. 6-12 dargestellt. Es sei bemerkt, dass die Abbildungen rein schematisch sind, und dass die Grössenverhältnisse nicht unbedingt massstabgerecht sind.
In die Kartuschen wird ein Mittel eingebracht, das, so wird angenommen, beim Abfeuern eine hitze@ und erosionsbeständige Schicht an der Innenwand von Geschützrohren dadurch bildet, dass eine schichtbildende Substanz in den heissen, schnellströmenden Gasen der Feuerwaffe suspendiert wird. Es wird angenommen, dass die Schicht aus Nitriden, Oxyden oder Carbiden besteht, dass sie das Rohr gegen die durch den hinteren Teil der Ladung gebildeten heissen Verbrennungsgasen schützt und durch diese dann teilweise entfernt wird. Durch das Mittel wird eine kühle, gasförmige Isolierschicht gebildet, und der darin fein verteilte Stoff wird leicht und praktisch gleichmässig durch die Verbrennungsgase mit der Innenwand des Rohres in Berührung gebracht.
Die Schicht widersteht der Einwirkung der heissen Gase und, wie später gezeigt werden wird, kann zu einer Verminderung des normalen Verschleisses im Rohr um bis zu 90 0/0 oder mehr führen.
Der fein verteilte Stoff besteht vorzugsweise aus einem Element, das ein hochschmelzendes Nitrid, Oxyd oder Carbid bilden kann. Geeignet sind die folgenden Materialien oder ihre Gemische: Aluminium, Bor, Titan, Vanadin, Chrom, Zirkon, Niob, Molybdän, Hafnium, Tantal, Wolfram, Uran, Zink oder Thorium. Zwar wäre es möglich, eines dieser Elemente als solches in der Kartusche zu verwenden, jedoch kann ein einzelnes Element durch Verbrennungsreaktion mit den Treibladungsgasen eine Verbrennungstemperatur erzeugen, die erheblich oberhalb der Temperatur der heissen strömenden Gase liegt,
und bei Verwendung als Pulverzusatz tatsächlich die Rohrabnutzung verstärken. Im allgemeinen ist es daher vorzuziehen, als schichtbildende Substanz eine Verbindung zu verwenden, die eines oder mehrere der vorstehend genannten Elemente enthält und keinen Anstieg der Temperatur der Verbrennungsgase bewirkt.
S; hr gute Ergebnisse bei Kartuschen wurden mit den nachstehend genannten Verbindungen erhalten, von denen anzunehmen ist, dass sie bei anderen Bauteilen, insbesondere Stahlteilen, die schnell strömenden, heis- sen Gasen ausgesetzt sind, eine ähnliche Wirkung haben:
Salze von Aluminium mit anorganischen Säuren, insbesondere Aluminiumfluorid, hydratisiertes Alumini- umfluorid (AIF3.3H20), Kaliumtitanfluorid, Chrom- fluorid, Vanadiumpentoxyd, Titanoxyd (Ti02), Nioboxyd (Nb.,0"), Tantaloxyd (Ta20.), Wolframoxyd (WO") und insbesondere die folgenden Zinkverbindungen:
Zinkoxyd (Zn0), Zinksulfid (ZnS), Zinkcarbonat (ZnCOs), Zinkphosphat (Zn3(P04)2), Zinkfluorid (ZnF2), Zink- chromat (ZnCr0,), Zinksilikat (ZnS'03), Zinkoxalat (ZnC204), Zinkarsenat (Zn,(As04)2). Der Anteil des Zinks bzw. der Zinkverbindungen an der Ladung beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew. o/o Zink, Zinkoxyd oder Zinksalz. Es ist auch möglich, Mischungen von Zink und Zinkoxyd oder von Zink und Zinkverbindungen zu verwenden.
Diese Mischungen bestehen insbe- sondere aus 10-90 Gew. % Zink und 90-10 Gew. 1/o Zinkoxyd, vorzugsweise 40-60 Gew. o/o Zink und 60 40 Gew. o/o Zinkoxyd, wobei Zinkoxyd als Beispiel für Zinkverbindungen genannt ist. Das Gemisch aus Zink bzw. Zinkverbindungen und der das kühle Gas bildenden Substanz, z. B. einem Wachs, besteht aus 10-90, vorzugsweise 30-70 Gew. o/o Zink bzw.
Zinkverbindungen und 90-10, vorzugsweise 70-30 Gew. 1/o der das kühle Gas bildenden Substanz. Mit der gleichen Wirkung können auch andere Mengenanteile des Zinks bzw. .der Zinkverbindungen an der Ladung verwendet werden, z. B. 1-10 Gew. 1/o, 1-6 Gew. o/o oder 2-4 Gew. o/o Zink oder Zinkverbindungen, wie ZnO und ZnS.
Die das verhältnismässig kühle Gas bildende Substanz, enthält stets eine wesentliche Kohlenstoffmenge, nämlich etwa 30 Gew. o/o oder mehr. Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn als Träger des fein verteilten Stoffes ein Wachs verwendet wird, und zwar vorzugs- weise Paraffin (etwa 85 % Kohlenstoff), dessen Schmelzpunkt zwischen 50 und 100' liegt, oder Ozoke- rit, das den gleichen oder einen höheren Schmelzpunkt hat.
Weitere sehr gut geeignete Materialien sind bei- spielsweise Alkylharzlack (etwa 70 % Kohlenstoff) (z. B. China-Lack , hergestellt durch Dorch, Backsin & Co., Gothenburg, Schweden), Kunststoffe (Polyäthylen, Cellu- loseacetat, Nylon usw.), Cellulose (etwa 40 % Kohlen- stoff),
Celluloid (etwa 30 % Kohlenstoff), Fett, und zwar beliebige Schmierfette, wie natürliche Vaseline (z. B. Petrolatum), aus Erdöl hergestellte oder synthetische Schmieröle, die mit einem Metallsalz einer Fettsäure, wie Aluminiumpalmitat, Kalziumpalmitat oder -stearat usw., eingedickt worden sind, oder mit Bentonit verdickte und gewöhnlich zur Schmierung von Kegelventilen verwendete Öle; andere Wachse, wie Ceresin und Bienenwachs; Grundierungsmittel für Autos (z.
B. Un- derseal , hergestellt durch Minnesota Min:ng and Manufacturing Co.).
Bei Verwendung von Wachsen wurde festgestellt, dass bei Geschützen kleineren Kalibers das Wachs umso wirksamer ist, je niedriger der Schmelzpunkt des Wachses liegt. In der Praxis ist es jedoch schwierig, Wachse zu verwenden, deren Schmelzpunkte unter 50 liegen.
Bei der Verbrennung der Ladung ist die folgende Reaktion typisch für das, was mit der Trägersubstanz geschieht: 1. Zersetzung der Moleküle in ihre Komponenten, 2. Absorption der Wärme aus der Ladung durch Reduktion des C02 und Wasserdampfes in der Ladung zu CO und H2:
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C + C02 -@ 2C0 -41.000 cal. C + H20 CO + H2 -31.000 cal. Es ist auch möglich, dass die vorstehend genannten organischen Substanzen die Abnutzung dadurch ver- mindzrn, dass sie das Rohr mechanisch gegen die heis- sen Verbrennungsgase schützen. Es ist sehr schwierig genau festzustellen, was eigentlich beim Abfeuern geschieht, aber die Verminderung der Abnutzung durch die Anwesenheit dieser Substanzen ist bedeutend.
S:hr geringe Mengen des dispergierten Stoffes in der Trägersubstanz wirken sich vorteilhaft aus, während eine zu grosse Menge die in einer Kartusche erzielbare Triebkraft nachteilig beeinflussen kann. Im allgemeinen sollte der dispergierte Stoff 0,05-20 Gew. oio der Treibladung ausmachen und vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew. o/o der Ladung anwesend sein. Durch die Art der verwendeten Treibladung werden nur geringfü-
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gige Schwankungen in die Prüfergebnisse eingeführt, und die angegebenen Prozentsätze gelten daher für alle üblichen Pulver.
Es wurde festgestellt, dass ein augenscheinlicher Effekt auch erzielt wird, wenn der disperzierte Stoff in einer Menge an der unteren Grenze des angegebenen Bereichs verwendet wird, vorausgesetzt, dass das Mittel auf eine Kartuschhülle aus Stoff aufgetragen wird, die innerhalb der Kartuschhülse rings um die Treibladung vorgesehen wird. Wenn die Innenseite der Hülse unmittelbar mit Mittel überzogen wird, bringt der Überzug kaum eine Wirkung hervor, bedingt durch die hohe Wärmeleitfähigkeit der Hülse, die eine genügende Gasverbrennung des Überzugs beim Abfeuern verhindert.
Wenn es trotzdem aus praktischen, wirtschaftlichen und technischen Gründen erwünscht ist, den Überzug unmittelbar auf die Innenseite der Hülse aufzutragen, kann eine Wirkung erzielt werden, wenn die Menge des Überzugs auf dem oberen Hülsenteil auf wenigstens 0,1 Gew. Klo der Ladung, vorzugsweise auf wenigstens 1 Gew. der Ladung je nach der Grösse des Geschützes erhöhte wird, wobei ein annehmbarer Effekt erreicht wird. Dies lässt sich dadurch erklären, ass der untere Teil des Überzuges die notwendige Wärmeisolierung bildet.
Es ist schwierig, eine feste Regel aufzustellen, nach der die optimale Menge des Mittels bestimmt werden kann. Bei sehr geringen Schichtdicken wird eine gering, jedoch unbedeutende Wirkung erzielt, jedoch wird die Wirkung wesentlich stärker, wenn die Schichtdicke einen bestimmten Wert erreicht. Gute Ergebnisse wurden erhalten, wenn eine genügend dicke Schicht des Mittels auf die Aussenseite der Treibladung oder ihre Hülle vorzugsweise auf die Innenseite dieser Hülle oder auf die Innenseite der Kartuschhülse aufgetragen wurde.
Der Teil des Mittels neben dem vorderen Teil der Ladung ist wirksamer als der neben dem hinteren Ende der Ladung liegende Teil. Wenn sich das Mittel als Schicht über die ganze Länge der Ladung erstreckt, hat die hintere Hälfte der Schicht nur wenig Wirkung. Es ist die vordere Hälfte, insbesondere das vordere Drittel und ganz besonders das vordere Zwanzigstel, das am wirksamsten die Wärme aus dem Teil der Treibladungsgase absorbiert, das die Rohrabnutzung verursacht. Bei schwereren Geschützen, bei denen die Laufzeit des Geschosses durch das Rohr verhältnismässig lang ist, z. B. bei 7,5 cm-Kanonen, ist der Teil der Substanz hinter dem vorderen Drittel der Ladung ziemlich wirksam.
Bei Kartuschen für diese Geschütze sollte das Mittel vorzugsweise wenigstens die vordere Hälfte, noch besser die vorderen 5/, der Ladung umgeben.
Allgemein ausgedrückt ist das Mittel um so wirksamer, je höher der Kohlenstoffanteil ist. Jedoch reagieren einige Substanzen mit den Treibmittelgasen schneller als andere. So ist es möglch, dass eine einen hohen Koh- lenstoffg halt aufweisende, jedoch langsam reagierende Substanz eine geringere Wirkung hat als eine Substanz, die einen niedrigeren Kohlenstoffgehalt hat, jedoch schneller reagiert.
Überraschend gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn das den fein dispergierten Stoff enthaltende Mittel als durchgehende Schicht rings um die Ladung angeordnet, und zwar entweder unmittelbar auf die Ladung, auf die die Ladung bedeckende Tuchhülle oder auf die Innenwand der Hülse aufgetragen wurde. Dadurch können das Mittel und die Ladung getrennt gehalten werden. Das Mittel kann in einfacher und billiger Weise in vor- handene Kartuschen eingearbeitet werden. In dieser getrennten Anordnung kann das Mittel die Stabilität des Treibmittels nicht beeinträchtigen.
Die bevorzugte Form der Erfindung ist in Fig. 1 veranschaulicht, in der eine Patrone mit Metallhülse 20, Treibladung 24 aus an sich bekanntem Pulver in Streifenform und Geschoss 28 dargestellt ist. Die Ladung 24 ist von einer Tuchhülle 32 umgeben, die aus beliebigem geeignetem Material, wie Reyon (bevorzugt), Baumwolle, Seide oder anderem üblichem Material besteht. Der obere Teil der Tuchhülle 32 ist mit mehreren senkrechten Einschnitten 36 über einen Teil der Länge des Stoffes versehen, die die Lappen 40 bilden, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Lappen 40 lassen sich auf der Oberseite der Treibladung 24 übereinanderlegen.
Die Tuchhülle 32 ist mit einer Schicht 44 des Mittels, das aus pulverförmigem Wolframoxyd (W03), das in Paraffin (Schmelzpunkt etwa 70 ) dispergiert ist, bei einem bevorzugten Gewichtsverhältnis von 1 Teil Paraffin zu 2 Teilen Wolframoxyd besteht, beschichtet oder beschichtet und imprägniert. Das Wolframoxyd hat vorzugsweise das Gefüge von Talkum, da festgestellt wurde, dass mit einem feinteiligen dispergierten Stoff in jedem Fall bessere Ergebnisse erzielt werden.
Bei einem 7,5 cm-Geschütz, bei dem übliches Dreistoffpulver verwendet wird, das hauptsächlich aus Nitrocellulose, Nitroguanidin und Nitroglycerin (Heizwert 850) besteht, wurde festgestellt, dass optimale Ergebnisse erhalten werden, wenn das Mittel in einer Menge von 3 Gew. % der Treibladung verwendet wird.
Das Mittel wird hergestellt, indem das Wachs geschmolzen und dann mit dem pulverförmigen Wolframoxyd gemischt wird. Anschliessend bringt man das Mittel in Form einer Schicht auf den Stoff auf und lässt ihn abkühlen. Das Verhältnis der Dicke des oberen Teils zur Dicke des unteren Teils der Schicht 44 beträgt etwa 3:1, vgl. Fig. 3. Die Dicke der auf die Lappen 40 aufgebrachten Schicht 44 ist im wesentlichen die gleiche wie die grösste Dicke längs der Seiten der Ladung.
Der beschichtete Stoff 32 hat vorzugsweise die Hälfte bis fünf Sechstel der Länge der Ladung. Er kann um die Streifen der Ladung 24 gewickelt oder in der Kartusche in seiner Lage gehalten werden, während das Treibmittel eingegossen wird. Anschliessend werden die Lappen 40 übereinandergelegt, worauf das Geschoss 28 über den Lappen angebracht wird, wie in Fig. 1 dargestellt.
Die in der beschriebenen Weise um die Ladung gelegte, mit dem Mittel beschichtete Stoffhülle bringt folgende Vorteile mit sich: 1. Der dickere Teil der Schicht 40 ist um den oberen Teil der Ladung 24 gelegt, wo er optimale Wirkung erzielt, wie bereits dargelegt.
2. Es wurde festgestellt, dass mit den beschichteten Lappen 40 bessere Ergebnisse erzielt werden, als wenn keine Lappen verwendet würden. Es wird angenommen, dass diese Wirkung darauf beruht, dass die Lappen sich bei der Verbrennung der Ladung öffnen und nach vorn ragen, wobei das Mittel in den vorderen Teil der Hülse und in einigen Fällen direkt in den kritischen Teil des Rohrs unmittelbar anschliessend an das Patronenlager freigegeben wird, wo die Erosion normalerweise am stärksten ist, so dass auf diesen Teil das Mittel in konzentrierterer Form einwirkt.
3. Der sich verjüngende Querschnitt der Schicht 44 längs der Seite der Ladung 24 hat eine solche Anordnung des Mittels zur Folge, dass dieses praktisch gleich-
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mässig verbraucht bzw. von der Ladung über deren ganze Länge freigegeben wird.
Gegebenenfalls kann der Stoff 32 an der Innenwand der Hülse mit Leim oder auf andere geeignete Weise befestigt werden, so dass der beschichtete Stoff in seiner Lage gehalten wird.
In Fig. 4 ist die Anordnung des Mittels zur Ladung die gleiche wie in Fig. 1, jedoch ist die Schicht 44 mit einer Lage aus Papier 48 oder anderem brennbarem Material bedeckt, um das Mittel noch weitgehender gegen die Einwirkung von Hitze oder Erschütterungen zu schützen.
In Fig.5 ist eine Einheitspatrone mit Hülse 52, Ladung 56 und Geschoss 60 dargestellt. Eine Schicht 64, die aus dem Mittel besteht, ist an der Innenwand der Hülse 52 um die Ladung gelegt. Als Eventuelmass- nahme ist gegen die dem Innern zugekehrte Seite der Schicht 64 ein Blatt 68 aus geeignetem brennbarem Material, beispielsweise aus Papier, Zelluloid, nitrierter Baumwolle, Wachspapier, dünnem Stoff usw. gelegt. Die Schicht 64 verläuft über einen wesentlichen Teil der Länge der Hülse bis zu einer Stelle dicht unterhalb des Bodens des Geschosses 60.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das Mittel in hochkonzentrierter Form unmittelbar zum Schutz des gewöhnlich am stärksten ero- dierten Teils des Rohrs verfügbar ist. Die Haftfähigkeit der Trägersubstanz genügt im allgemeinen, die Schicht fest in ihrer Lage an der Hülsenwand zu halten, besonders dann, wenn die Trägersubstanz aus Celluloselack oder Alkydharzlack besteht.
Das das Blatt 68 bildende Material wird so gewählt, dass es beim Abfeueren des Schusses zumindest einen leichten Kühleffekt ausübt. Wichtiger ist jedoch, dass es mithilft, die Schicht 64 des Mittels in ihrer Lage zu halten, und sie ausserdem gegen schädigende Einflüsse schützt. Das Blatt 68 ist erwünscht, wenn beispielsweise die Patronen gelagert oder in heissen Gegenden gebracht oder über unwegsames Gelände transportiert werden.
Es kann erwünscht sein, die aus dem Mittel gebildete Schicht 64 zusätzlich zu schützen und in ihrer Lage zu halten, indem die Klebverbindung zwischen der Hülse und der Schicht 64 verstärkt wird. Dies kann erreicht werden, indem man die Hülse einer Behandlung unterwirft, durch die sie die Schicht stärker anzieht und festhält. So kann gemäss der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung der Teil der Innenseite der Hülse, der mit der Schicht 64 in Berührung kommt, mit einer dünnen Schicht aus Klebstoff oder anderem ge>- eignetem Material überzogen werden, um eine rauhe Oberfläche zu bilden, bevor die Schicht 64 aufgebracht wird.
Es ist auch möglich, einen dünnen groben Stoff, wie Gaze o. dgl., auf die Innenseite der Hülse zu kleben. Dieser Stoff nimmt das Mittel auf und hält es in seiner Lage.
Als weitere Möglichkeit kann das Mittel (z. B. Wachs und Wolframoxyd) an der Hülsenwand festgehalten werden, indem mit dem Mittel eine Schicht aus porösem Material, das miteinander verbundene Poren enthält, wie Schaum- oder Schwammgummi oder Schaumstoff, imprägniert wird.
Fig. 6 zeigt eine ähnliche Patrone wie Fig. 5. In diesem Fall ist eine durch das Mittel gebildete Schicht 80 an der Innenseite der Hülse 84 rings um die Ladung 88 angeordnet, ohne dass eine dünne Zwischenlage aus Stoff oder Papier die Ladung und die Schicht 80 trennt. Die Schicht 80 ist ferner über ihre ganze Länge von gleichmässiger Dicke. Die folgenden Beispiele veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen von gemäss der Erfindung ausgebildeten Einheitspatronen für eine 3,7-em-Panzer- abwehrkanone, deren Rohr aus chromlegiertem Stahl besteht.
Die Treibladung besteht aus Nitroglycerin enthaltendem Zweistoffpulver mit einem Brennwert von 1150 cal. Die Ladung wiegt 220 g und ist in Streifen von je 225 X 12 X 0,65 mm angeordnet. Die Patronenhülsen haben in allen dargestellten Fällen eine Länge von 250 mm.
Die in Fig.7 dargestellte Patrone besteht aus der Hülse 100, der Ladung 104 aus Streifen, die mit der Schnur 106 zusammengebunden sind, und einer Schicht 110 aus pulverförmigem Vanadiumpentoxyd, das in einem Alkydharzlack, der auf den oberen Teil der Innenwand der Patronenhülse aufgetragen ist, dispergiert ist. Das Vanadiumpentoxyd macht 60 Gew. o/o der Schicht aus. Die Schicht hat eine Dicke von 0,5 mm, eine Länge von 50 mm und ein Gewicht von 3 g.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Patrone ist das Mittel, das beispielsweise Aluminiumfluorid als dispergierten Stoff enthält, in einem Beutel 114 angeordnet, der sich innerhalb des Kartuschbeutels 118 befindet. Die mit dieser Patrone erzielte Verminderung der Abnutzung ist nicht so gross wie bei der in Fig. 7 dargestellten Patrone, und zwar wahrscheinlich deshalb, weil das Mittel die Ladung nicht umgibt.
Die in Fig. 9 dargestellte Patrone enthält eine Hülse 120, die Ladung aus Streifen, die mit der Schnur zusammengebunden sind, und das Mittel in Form einer Schicht 132. Das Mittel besteht beispielsweise aus pulverförmigem Aluminiumfluorid (AIF3.3H:0) das in einem Kunststoffring beispielsweise aus Polyäthylen dispergiert ist, der am oberen Ende der Patronenhülse angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Schicht des Mittels verhältnismässig dick und kurz. Es wird durch den Gasdruck leicht aus der Hülse in das Rohr ausgestossen.
Die in Fig. 10 dargestellte Patrone ist im wesentlichen die gleiche wie die in Fig. 7 gezeigte. Das Vanadi- umpentoxyd 133 ist jedoch nicht in einem Alkydharz- lack dispergiert, sondern in einem im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden Kleber, welcher an der Innenseite der Hülse befestigt ist.
Die in Fig.ll dargestellte Patrone enthält eine Hülse 134, eine in einem Stoffbeutel enthaltende Ladung 138 und einen 17berzug 142 am oberen Teil der Ladung. Der überzug erstreckt sich vom oberen Ende des Beutels 10 cm nach unten und besteht aus einem Celluloselack, in welchem 70 % Vanadiumpentoxyd dis- pergiert sind. Das Gewicht des überzugs beträgt 50 mg/cm2.
Die in Fig. 12 dargestellte Patrone enthält die Hülse 146, die Ladung 150 und ein. Stück Stoff 154, das um den oberen Teil der Ladung gewickelt ist und eine Schicht bildet, die das Mittel enthält. Der Stoff ist mit einem Alkydharzlack beschichtet (158), der pulverförmiges Aluminiumfluorid in einer Menge von etwa 60 Gew. o/o der trockenen Schicht enthält. Der beschichtete Stoff 154 erstreckt sich vom oberen Ende der Treibladung etwa 10 cm nach unten. Das Gewicht der Schicht beträgt 70 mg/em2.
Es wurden Versuche mit einer automatischen 2 cm-Kanone durchgeführt, wobei erfindungsgemässe Patronen verwendet wurden. Das Gesamtgewicht der Ladung betrug 37 g. Die Anfangsgeschwindigkeit betrug 840 m/Sek., jeder Versuch bestand aus 2 Serien von je
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25 Schuss. Die Kanone war mit einer herausnehmbaren Hülse im Bereich zwischen dem Patronenlager und dem gezogenen Teil des Rohrs versehen. Nach dem Schies- sen wurde die Hülse herausgenommen und der Ver- schleiss durch Wiegen ermittelt.
Die Versuche wurden mit Mitteln durchgeführt, welche verschiedene disper- gierte Stoffe enthielten.
EMI5.7
<tb> Dispergierter <SEP> Stoff <SEP> Gewichtsabnahme <SEP> Verschleiss
<tb> in <SEP> mg <SEP> in <SEP> 0/0
<tb> 131,6 <SEP> 100
<tb> 1 <SEP> % <SEP> A1F3 <SEP> 95,5 <SEP> 72,6
<tb> 1 <SEP> % <SEP> A1F3 <SEP> . <SEP> 3 <SEP> H20 <SEP> 14,9 <SEP> 11,3
<tb> 1% <SEP> K2TiFo <SEP> 80,1 <SEP> 60,9
In der folgenden Tabelle sind verschiedene Anordnungen des Mittels bei der Munition für 3,7-cm-Kanonen sowie die Verminderung der Abnutzung, ermittelt mit einer herausnehmbaren Hülse auf die beschriebene Weise, angegeben.
EMI5.12
<tb> Disper- <SEP> Art <SEP> der <SEP> Anordnung <SEP> des <SEP> Mittels <SEP> Abnutzung <SEP> in <SEP> 0/0
<tb> gierter <SEP> (Abnutzung
<tb> Stoff <SEP> ohne <SEP> das
<tb> Mittel <SEP> = <SEP> 100 <SEP> %)
<tb> Moos <SEP> Dispergiert <SEP> in <SEP> Lack <SEP> 35 <SEP> 0/0
<tb> ( Ferbolack ), <SEP> der <SEP> auf <SEP> eine
<tb> um <SEP> die <SEP> Ladung <SEP> gewickelte,
<tb> 0,15 <SEP> mm <SEP> dicke <SEP> Folie <SEP> aufgetragen <SEP> war. <SEP> Länge <SEP> der
<tb> Schicht <SEP> 10 <SEP> cm. <SEP> Auf <SEP> die <SEP> Folie
<tb> aufgebrachte <SEP> Mo0g <SEP> Menge
<tb> 6 <SEP> g.
<tb> Na2W04 <SEP> Als <SEP> Schicht <SEP> auf <SEP> eine <SEP> um <SEP> die <SEP> 65 <SEP> 0/0
<tb> Ladung <SEP> gewickelte <SEP> Zelluloidfolie <SEP> von <SEP> 0,15 <SEP> mm <SEP> Dicke
<tb> aufgetragen.
<SEP> Länge <SEP> der
<tb> Schicht <SEP> 10 <SEP> cm.
<tb> CrF, <SEP> Dispergiert <SEP> in <SEP> einer <SEP> Cellu- <SEP> 400/9
<tb> loselackschicht, <SEP> die <SEP> auf <SEP> die
<tb> Innenseite <SEP> der <SEP> Patronenhülse <SEP> aufgetragen <SEP> war <SEP> und
<tb> 24 <SEP> mg <SEP> CrFs/cm2 <SEP> (etwa <SEP> 70 <SEP> %)
<tb> enthielt. <SEP> Länge <SEP> der <SEP> Schicht
<tb> 5 <SEP> cm.
<tb> W03 <SEP> Dispergiert <SEP> in <SEP> einer <SEP> Paraffin- <SEP> weniger <SEP> als <SEP> 5 <SEP> 0/0
<tb> schicht, <SEP> an <SEP> der <SEP> Innenseite
<tb> der <SEP> Patronenhülse <SEP> enthalten.
<tb> Die <SEP> Schicht <SEP> war <SEP> 50 <SEP> mm
<tb> lang, <SEP> 0,5 <SEP> mm <SEP> dick <SEP> und
<tb> enthielt <SEP> 50 <SEP> Gew.-% <SEP> W03.
<tb> Auch <SEP> 50-70% <SEP> wurden
<tb> erfolgreich <SEP> verwendet.
<SEP> Anstelle <SEP> von <SEP> W03 <SEP> wurde <SEP> Nb20,
<tb> mit <SEP> gleich <SEP> guten <SEP> Ergebnissen
<tb> verwendet.
<tb> Zn0 <SEP> In <SEP> einer <SEP> Paraffinschicht <SEP> an <SEP> weniger <SEP> als <SEP> 5 <SEP> 0/0
<tb> der <SEP> Innenseite <SEP> der <SEP> Patronenhülse <SEP> enthalten. <SEP> Die <SEP> Schicht
<tb> war <SEP> 50 <SEP> mm <SEP> lang, <SEP> 0,5 <SEP> mm
<tb> dick <SEP> und <SEP> enthielt <SEP> 40 <SEP> Gew.-%
<tb> ZnO <SEP> und <SEP> 60 <SEP> Gew.-%
<tb> Paraffin.
EMI5.13
<tb> Zn <SEP> Ebenso <SEP> wie <SEP> W03 <SEP> und <SEP> ZnO <SEP> weniger <SEP> als <SEP> 5 <SEP> 0/0
<tb> in <SEP> einer <SEP> Paraffinwachsschicht <SEP> dispergiert <SEP> enthalten,
<tb> die <SEP> jedoch <SEP> 67 <SEP> Gew.-% <SEP> Zn
<tb> und <SEP> 33 <SEP> Gew.-% <SEP> Paraffin
<tb> enthielt.
<tb> Ta205 <SEP> Ebenso <SEP> wie <SEP> W03 <SEP> und <SEP> ZnO <SEP> weniger <SEP> als <SEP> 5 <SEP> 0/0
<tb> in <SEP> einer <SEP> Paraffinwachsschicht <SEP> enthalten, <SEP> die
<tb> 50 <SEP> Gew.-% <SEP> Ta205 <SEP> enthielt.
<tb> Ti02 <SEP> Ebenso <SEP> wie <SEP> W03 <SEP> und <SEP> ZnO <SEP> weniger <SEP> als <SEP> 5 <SEP> 0/0
<tb> in <SEP> einer <SEP> Paraffinwachsschicht <SEP> enthalten, <SEP> die
<tb> 50 <SEP> Gew.-% <SEP> TiO2 <SEP> enthielt.
Die folgende Anordnung des Mittels bei Patronen für eine 7,5 cm-Kanone verminderte die Abnutzung in einem Stahlrohr auf 10 % des vorherigen Wertes, ent- sprechend einer Verminderung um 90 0/0.
Ein mit Paraffinwachs (Schmelzpunkt 70 ) beschichteter Stoff wurde um die vorderen drei Viertel einer in einer Stahlhülse befindlichen Ladung gewickelt, die aus üblichem, Nitro- cellulose enthaltendem Zweistoff-Röhrenpulver bestand. Im Paraffinwachs war pulverförmiges Wolframoxyd dis- pergiert, das 50 Gew.-% der Mischung aus Paraffin und Wolframoxyd ausmachte.
Das Gewicht des beschichte- ten Stoffs betrug 3 Gew.-% der Ladung. Gleiche Versu- che wurden mit nahezu ebenso guten Ergebnissen unter Verwendung der gleichen Menge TiO2 anstelle von W03 durchgeführt.
Ebenso gute Ergebnisse (weniger als 10 % Abnut- zung) wurden in auf die gleiche Weise durchgeführten Versuchen mit einem Gemisch aus 40 Gew.-% ZnO und 60 Gew.-% Paraffin. sowie einem Gemisch aus 67 Gew.- %
Zn und 33 Gew.-% Paraffin erhalten.
Weitere Verbindungen, die sich als dispergierten Stoff eignen, sind beispielsweise Zirkonoxyd (Zr02) und Natriummolybdänoxyd (Na2Mo04).
Der dispergierte Stoff verminderte die Rohrabnutzung bis zu einer weiteren Entfernung vom Patronenlager als die Trägerverbindung. Ferner kann ein Zusammenwirken der den Kühleffekt bewirkenden Trägerverbindung mit dem dispergierten Stoff insofern vorliegen, als eine Umgebung geschaffen wird, die physikalisch und chemisch für die Bildung einer wirksamen hitze- und erosionsbeständigen Schicht günstiger ist.
Eine Patrone, welche das Mittel enthält, ergibt also eine geringere Rohrabnutzung als eine Kartusche, welche das Mittel nicht enthält.