DE3009286A1

DE3009286A1 - Patronenhuelse und patronenanordnung aus metall und kunststoff

Info

Publication number: DE3009286A1
Application number: DE19803009286
Authority: DE
Inventors: John Ray Hebert
Original assignee: AAI Corp
Current assignee: Textron Systems Corp
Priority date: 1979-03-15
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1980-09-25
Also published as: IL59541A; FR2451564A1; JPS55131700A; GB2044416B; IT1127397B; IT8048148A0; CA1165179A; CH636191A5; GB2044416A; FR2451564B1; DE3009286C2

Description

Die Effindung betrifft eine Patronenhülse rait einem Basisteil aus Metall und einer Manschette aus Kunststoff, die über einen Paßsitz miteinander verbunden sind sowie eine entsprechende Patronenanordnung.

Es ist zweckmäßig eine Patronenanordnung zu entwickeln, die aus einer kombinierten Manschette aus Kunststoff und einem Basisteil aus Metall besteht. Die Verbindung zwischen denselben bedingt jedoch erhebliche Probleme dahingehend, daß diese Verbindung dazu neigt unter den Belastungen der Zündung zu versagen. Es wurde insbesondere gefunden, daß bei einer Reihe in der Praxis auftretender Zündbedingungen, bei denen eine relativ große längsseitige Ausdehnung der Patronenhülse eintreten kann wie dann, wenn der Gasdruck des Treibmittels dazu führt, daß der Verschlußblock und/oder andere Teile der Patronenkammer nachgeben und die Zündkammer längsseitig ausgedehnt wird und/oder wo die Zündkammer zunächst einen großen Kopfraum aufweist, der eine längsseitige Ausdehnung der Hülse während der Zündung ermöglicht, eine ansonsten zufriedenstellend arbeitende Verbindung in dem Manschettenabschnitt aus Kunststoff versagt,bedingt durch eine übermäßige Grenzflächenreibung längs der beieinander ruhenden Verbindungsoberflächen.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Patronenhülse aus Metall und Kunststoff sowie entsprechende Patronenanordnung zu schaffen, bei der eine Zick-Zack-Verbindung zwischen Basisteil aus Metall und Manschettenteil aus Kunststoff mit einer Mehrzahl von Gasablaßlöchern in der Kunststoffmanschette längs eines Teils der Zick-Zack-Grenzfläche vorgesehen ist, um so die Grenzflächenreibung in der Verbindungsstelle während der Zündung zu verringern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 einen längsseitigen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Patronenhülse und Patrone, wobei die Patronenkammer vor der Zündung gezeigt ist;

Fig. 2 eine weggebrochene Ansicht der Patrone und der Kammer ähnlich der Figur 1, ebenfalls vor der Zündung;

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Fig. 3 eine weggebrochene Ansicht der Patrone und Kammer, wobei schematisch die Wirkung der verschiedenen Teile während der Zündung und der sich ergbebenden Druckbildung des Treibgases wiedergegeben ist;

Fig. 4 eine vergrößerte weggebrochene Ansicht im Schnitt der Zickzack -Verbindung und zeigt schematisch den Gasablaß und die die Reibung verringernde Wirkung der Gasablaßlöcher längs eines Teils der Verbindung während des Zündens.

Fig. 5 eine vergrößerte weggebrochene Ansicht im Schnitt des Kunststoff-Manschettenteils der Zick-Zack-Verbindung und zeigt die Zone der Grenzflächenreibungsblastung und der Dichtung während der Zündung, sowie die Reibung aufhebende Wirkung, die bedingt wird durch den Hindurchtritt der Gase durch die Gasablaßlöcher.

Die erfindungsgemäße Patrone 11 weist eine aus Metall und Kunststoff bestehende Patronenhülse auf, die aus einem aus Metall bestehenden Basisteil 13, wobei geeignete Metalle Stahl, Messing, Hickel usw. sind und einer Kunststoffmanschette gebildet ist.

Geeignete Kunststoffe sind hierbei Glasfaser verstärktes Nylon, Polycarbonate Jicetalkunststoffe cder dgl.

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Bohrung 27b und sodann mit der Laufbohrung 45b. οϋΟΰ I OD

Die Patrone 11 ist hier in einer Zündkammer 43c angeordnet gezeigt, die in einem Zündkanmerblock 43 ausgebildet ist und ist vermittels einer Rastklinke 31 lcBsbar festgelegt. Durch einen Verschlußblock 41 tritt ein Zündbolzen 51 hindurch, der auf den Initialzünder 14 und die Treibpulverladungen 16,18 einwirkt.

Nach Anordnung in der Zündkammer 43c kann die Patrone 11 an dem vorderen und/oder hinteren Ende der Patrone 11 zwischen derselben und entweder/oder beider hinterer Laufschultern 45s unddem Verschlußblock 41 einen anfänglichen Raumspalt aufweisen oder nicht aufweisen. Auch bzw. oder kann die Bauart des Verschlußblockes die Ausbildung einer Erheblichen Raumladung ermöglichen, wodurch in wirksamer Weise eine Verlängerung der Zündkammer während des Zündens und der Drücke der Treibmittelgase erfolgt, die auf die gegenüberliegenden Endabschnitte 13 und 15,27 des Geschosses einwirken. Aufgrund dieser Drücke wird das Basisteil 13 aus Metall und die Manschette 15 aus Kunststoff in entgegengesetzten Richtungen bewegt, und zwarum den kombinierten Betrag, der sich ergibt durch den anfänglichen Raumspalt und die Vergrößerung des Raums bedingt durch die Verlängerung der Zündkammer 43c unter der Einwirkung der Drücke, die während der Zündung der Treibmittelladungen 16,18 ausgebildet werden unter Ausbreiben des Geschosses aus der Patronenhülse und längs der Laufbohrung 45b.

Für diesen Zweck ist es zweckmäßig eine Verbindung zwischen dem Basisteil 13 aus Metall und der Kunststoffmanschette zu schaffen, die nicht nur den Belastungen widersteht, die während der Handhabung der Patrone und der Beschleunigung während der Zündung auftreten, sondern ebenfalls eine relativelängsseitige Ausdehnungsbewegung zwischen dem Basisteil 13 aus Metall und der Manschette 15 aus Nylon während der Zündung ermöglicht, und zwar ohne daß ein Zerreißen oder Trennung erfolgt, wobei gleichzeitig sowohl vor als auch während der Zündung eine abgedichtete Verbindung vorliegt.

Als ein Beispiel für einen gesamten Kopfraum, der in einer Kammer mit einer Länge von etwa 33,66 cm erforderlich ist, wird eine Raumladung von angenähert 0,305 cm genannt.

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Es ist wichtig, ein Versagen der Verbindung zwischen dem aus Metall bestehenden Basisteil und der aus Kunststoff bestehenden Manschette unter den üblicherweise auftretenden Bedingungen zu verhindern.

Zu diesem Zweck ist das Basisteil 13 aus Metall mit der Manschnette 15 aus Kunststoff über eine ringförmige Zick-Zack-Verbindung verbunden, die sowohl während der Handhabung als auch bei den durch die Beschleunigung auftretenden Belastungen ausreichende Festigkeit besitzt und während des Zündens eine wirksame Gasdichtung darstellt. Weiterhin ermöglicht diese Verbindung eine Reibungsverringerung über einen erheblichen Teil ihrer Länge während der Zündung, wodurch diese Verbindung die relative Reibgleitbewegung zwischen dem Basisteil 13 und der Manschette 15 aufnimmt, wodurch die ansonsten mit großer Wahrscheinlichkeit gegebene Möglichkeit eines Versagens dieser Verbindung minimal gehalten wird.

Die Zick-Zack-Verbindung wird durch zwei ringförmige, aufeinander abgepaßte, komplimentäre, stufenartige Zick-Zack-Obefflächen 13ac und 15ac gebildet!, die an der nach vorne gerichteten Randlippe 13a des Basisteils 13 aus Metall bzw« der hinteren Stirnfläche 15a der Hülse 15 aus Kunststoff ausgebildet sind. Die Ziak-Zack-Oberflachen 15ac und 13ac verlaufen auch allgemein verjüngt, und der Ziek-Zack-Abschnitt: 15ac stellt den radial inneren der zwei Abschnitte dar. Hierdurch kann der Kunststoffabschnitt in ein abdichtendes Verhältnis mit dem darum, angeordneten und mechanisch festeren _g weniger nachgiebigem Metallband gebracht werden, das durch den nach inaen. gerichteten Zick-Zack-Abschnitt 13ac des Easisteilrandes gebildet wird«, Im susanmiengebauten Zustand vor der Zündung ist die Verbindung mechanisch stabil und biläet eins sichere mechanische Verriegelungsverbindung. Weiterhin, wie oben angegeben, wird der verjüngt zulaufende, innere Zick-Zack-üfoschnitt 15ac radial nach außen in eine kontinuierliche Dichtungsverbindung mit dem Zick-Zack-Äfeschnitfc 13ac des Basisteils a-cis Metall unter der Einwirkung der Kräfte der Treibgasdrücke wuhz des Züiidensj der Patrone 11 unfi des Antrieb des Geschosses 2^ drückte

Bedingt jedoch durch das Problem der Aufnahme des anfänglichen Kopfraums und/oder der Zunahme desselben in der Zündkammer bei Zündung der Patrone werden auf die Zick-Zack-Verbindung erhebliche längsseitige Zerreißbelastungen ausgeübt, die man zweckmäßigerweise dadurch mindert, daß ein längsseitiges Gleiten längs der Oberflächen der Zick-Zack-Verbindung ermöglicht wird. Wenn die Zick-Zack-Verbindung in der oben beschriebenen einfachen Weise ausgeführt ist, ist die Grenzflächenreibung über die gesamte Länge der Zick-Zack-Oberflächen 13ac und 15ac so groß, daß dieselbe gegebenenfalls die Zerreißfestigkeit der Kunststoffmaterialien übertrifft und dies gilt ebenfalls für Kunststoffe, die mit Glas oder anderen Fasern verstärkt sind. Dieses Problem wird nun dadurch vermieden, daß eine Mehrzahl radialer Gasablaßlöcher 17 in der Zone der Zick-Zack-Oberfläche 15ac vorgesehen ist, und zwar im ausreichenden Abstand von der Zick-Zack-Zone 15ac3, so daß dieselbe mit der entsprechenden Zick-Zack-Oberfläche 13ac3 des Zick-Zack-Abschnittes 13ac des Basisteils eine Abdichtung aufrechterhalten kann, wobei gleichzeitig ein den Druck ausgleichender Hindurchtritt der Treibmittelgase durch die Abgaslöcher 17 ermöglicht wird, wodurch dielängs der benachbarten Zick-Zack-Oberflächenabschnitte 13ac1, 13ac2 und 15ac1, 15ac2 auftretenden Reibungskräfte verringert werden. Die Gesamtwirkung besteht darin, daß die Reibungsfläche wesentlich verringert wird, wodurch sich eine Verringerung der Kräfte ergibt, die der Gleitausdehnung der Zick-Zack-Verbindung während der Zündung entgegenstehen. Hierdurch wird in verbesserter Weise nicht nur eine wirksame Gasdichtung an der Verbindungsstelle erreicht, sondern ebenfalls die Unversehrtheit der Anordnung aufrechterhalten. Die Wirkungsweise der mit Gasablaßlöchern versehenen Zick-Zack-Verbindung 13ac, 15ac ist schematisch in vergrößerter Form in der Figur 4 wiedergegeben. Zwecks deutlicherer Darstellung ist die hierbei auftretende Wirkung übertrieben dargestellt. Die Figur zeigt die Zone des sich ergebenden Dichtsitzes 15ac3 und den normalen Reibungs- und mechanischen Verriegelungswiderstandes gegenüber einer relativenlängsseitigen gleitenden Trennbewegung zwischen dem Basisteil 13 und der Manschette 15 während der Zündung.

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Die Gasablaßlöcher sind hier etwa mittig über den zwei Zick-Zack-Abschnitten 15acJ, 15ac2 gezeigt. Die Figur 4 zeigt schematisch die radiale Deformation bei 15ad der Kunststoffmanschette 15, die sich aufgrund der Deformation der Manschette 15 nach außen gegen das Basisteil aus Metall in den Dichtzonen 13ac3, 15ac3 ergibt. Die Figur 4 zeigt weiterhin schematisch die sich ergebende längsseitige Bewegung des Basisteils 13 ugid der Manschette 15 an den Abschnitten 13ac, 15ac. Es ergibt sich hierdurch ein Spalt, in den in der gezeigten Weise eine radiale, abdichtende konvexe Deformation der Manschette 15 eintreten kann.

Erfindungsgemäß wird somit nicht nur eine aus Metall und Kunststoff bestehende Patronenhülse bzw. Bauart einer Patrone geschaffen, die eine gute Grenzflächenabdichtung aufweist, die den Belastungen bei der Handhabung und der Beschleunigung widersteht, sondern es wird ebenfalls während der Zündung eine automatische Verringerung des Verriegelungswiderstandes der Verbindungsstelle geschaffen.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT _D._{100o BERUN 33} 4.3, -, _98o

MANFRED MlEHE falkenried*

Telefon: (030) 8311950 Diplom-Chemiker Telegramme: INDUSPROP BERLIN

US/08/2429 AAI Case 292

AAI CORPORATION Cockeysville, Maryland, V.ST.A.

Patronenhülse und Patronenanordnung aus Metall und

Kunststoff

Patentansprüche

1J Patronenhülse mit einem Basisteil, dadurch gekennzei chn e t, daß das Basisteil (13) mit einer Manschette (15) vermittels einer mechanisch verriegelnden, überlappenden Verbindung (13a_f15a) verbunden ist, die bei Beaufschlagen eines radial nach außen gerichteten Drucks eine Dichtung ergibt, sowie einer Mehrzahl im Abstandsverhältnis um den umfang herum angeordnete, sich radial erstreckende Gasablaßlöcher (17), die in den radial inneren der überlappenden Teile (15a) der Verbindung (13a,15a) ausgebildet sind, wodurch ein teilweiser Druckausgleich längs lediglich eines Teils der Verbindung (13a,15a) ermöglicht wird unter ermöglichen einer Umfangsabdichtung des verbleibenden Teils der Verbindung.
2. Patronenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (13) aus Metall und die Manschette (15) aus einem Kunststoff gefertigt ist.
3. Patronenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (15) aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt ist.
4. Patronenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch verriegelnde überlappende Verbindung (13a,15a) aus überlappenden, gegenüberliegenden ringförmigen Zickzack -Ober flächen besteht, die auf dem Basisteil (13) und der Man-

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schette (15) ausgebildet sind, die Gasablaßlöcher (17) sich durch die nach außen gerichteten, inneren Zick-Zack-Oberflächen (15a) erstrecken.
5. Patronenhülse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (13) aus Metall und die Manschette (15) aus Kunststoff gefertigt ist.
6. Patronenhülse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (15) aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt ist.
7. Patronenhülse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (13) einen sich längsseitig erstreckenden Ringrand oder Lippe aufweist, wobei ein Teil derselben daran ausgebildet eine der die Verbindung (13a,15a) bildenden Zick-Zack-Oberflächen besitzt.
8. Patronenhülse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand oder die Lippe des Basisteils (13) verjüngt zuläuft und die Zick-Zack-Oberflache (13a) längs der verjüngt zulaufenden Endzone ausgebildet ist, die gegenüberliegende Zick-Zack-Oberf lache (15a) der Manschette (15) in komplementärer Weise verjüngt zuläuft und Zick-Zack-Oberflachen in der Zone der überlappenden Verbindung vorliegen.
9. Patronenhülse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (15) radial im Inneren des Basisteils (13) in der Zone der Verbindungsstelle vorliegt und deren Zick-Zack-Oberf lache radila nach außen gerichtet ist und darin ausgebildet Gasablaßlöcher (17) aufweist.
10. Patronenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse ein Geschoß (21) trägt, in der Hülse eine Treibmittelladung (16,18) vorliegt und eine Anordnung für das Zünden der Treibmittelladung (16,18) vorgesehen ist.

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