DE2253440A1

DE2253440A1 - Patronenhuelse aus einem thermoplastischen material

Info

Publication number: DE2253440A1
Application number: DE2253440A
Authority: DE
Inventors: George Robert Eckstein; William Gejso Moyher
Original assignee: Remington Arms Co LLC
Current assignee: Remington Arms Co LLC
Priority date: 1971-11-18
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1973-05-24
Also published as: AU464492B2; JPS4862869A; AU4817472A; US3855381A; FR2161719A5; JPS532000B2; GB1403594A; US4065541A; US3786755A; CA979288A

Description

Dipl.-lng. H. MITSCHERUCH 8 MÜNCHEN 22

Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN steinsdorfetraße 10

Dr. rer. nat. W. KÖRBER «(08ΐΐ)·296ί84 Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE _, . _Λ, . , . „

31. Oktober 197?

• ' . ■ D/Ne

EEMINGTON AEMS COMPANI, INC. - ~ « r ο "

939 Barnum Avenue, 2253440 Bridgeport, Connecticut / V.St.A.

■ Patentanmeldung

Patronenhülse aus einem thermoplastischen Material

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine verbesserte Kunststoff-Patronenhülse und das Verfahren zu ihrer Herstellung. Im besonderen betrifft die Erfindung eine einstückige Patronenhülse aus einem thermoplastischen Material, die durch die Ausdehnung mindestens eines Teils eines Kunststoff-Ausgangsstücks nach zwei Eichtungen hergestellt wird, um so einen hoch biaxial orientierten, röhrenförmigen Körper und einen verdichten hinteren Bereich zu erhalten, der dann zwecks Bildung des Bodens einer Schrotgewehr-Patrone mit einer neuartigen Abdichtung des Treibsatzes verformt wird. . , ·

Die Verwendung eines biaxial orientierten Kunststoffs, d. h. von Polyäthylen mit hohem spezifischen Gewicht für Schrotgewehr-Patronen begann in den Vereinigten Staaten zu Beginn des Jahres 1960*, als das Ergebnis der in dem USA-Patent 3 10J 170 geschützten Erfindung von U.S. Covington. Heutzutage, stellt die Mehrzahl der Fabrikanten in den Vereinigten Staaten und in Kanada Kunststoff-Patronen mit einem biaxial orientier-

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ten Werkstoff her. Seit dieser Zeit hat die Praxis der Verbraucher, die Schrotpatronen nachzuladen, wesentlich zugenommen, so dass die gegenwärtig hergestellte Munition die Nachlader in Betracht ziehen muss.

Die Vorteile der einstückigen Kunststoff-Patronen, d. h. von solchen, deren Boden mit dem Mantel aus einem Stück hergestellt wird, sind wohl bekannt und brauchen hier nicht wiederholt zu werden. Einstiickige Patronen sind schon lange bekannt, vergleiche z. B. die USA-Patentschriften 1 364 871, 2 232 634, 2 349 970, 3 171 350, 3 284 560 und 3 377 951 und die französische Patentschrift 1 170 851·

Einige der in diesen Patentschriften beschriebenen Patronen bestehen aus Kunststoff und ihr Boden und ihr Mantel bestehen aus einem Stück und werden aus durch Injektion geformten Ausgangsstücken hergestellt, was erfordert, dass der fertig gestellte Boden im wesentlichen in der vorgeformten Ges talt verbleibt, frei von Deformation und Orientierung. Unterschiedlich zu diesen Patronen unterliegen alle Bereiche des Bodens der Patrone nach der Erfindung in erheblichem Grad einer kalten plastischen Verformung mit der üblichen Wirkung auf die physikalischen Eigenschaften eines kaltbearbeiteten Kunststoffes.

Das vorliegende Verfahren ist eine Anwendung des ursprünglich bei der Herstellung von Schrotpatronen aus Aluminium angewendeten Verfahrens. Siehe die USA-Patentschrift 2 668 345. Aber die Bearbeitung von Kunststoff bringt Unterschiede des Verfahrens mit sich, von denen einige bei der folgenden Erklärung des Verfahrens beschrieben werden. ·

Eine besondere Neuerung ist im vorliegenden Fall das Abdichtungselement für das Treibgas und das Verfahren zur Herstellung dieses Abdichtungselements. Zur Zeit sind verschiedene Abdichtungselemente im Gebrauch oder für den Gebrauch vorge-

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schlagen, die aus Gasabdich.tungsri.ngen oder Gas dichtung smänteln bestehen," die am vorderen Ende der Aufnahmeöffnung für den Treibsatz vorgesehen sind und in direktem Kontakt mit dem Treibgas stehen, so dass sie durch den in der Patrone auftretenden Explosionsdruck bewegt werden, um am vorderen Ende des Treibsatzes anzuliegen. < ■

So lange diese GasabdichtungsriBge unbeschädigt bleiben, kann eine ordnungsgemässe Abdichtung der Treibgase zwischen dem Treibsatz und der Aufnahmebohrung erwartet werden. Wenn aber der Gasabdichtungsring sich abgelöst hat oder beschädigt ist, wie es sich manchmal ereignet, wenn eine benützte Patrone wieder geladen wird, wird die Gasabdichtung unwirksam und die Patrone ist für eine weitere Nachladung nicht mehr geeignet. . ,

Weil der Abdichtungsring für den Treibsatz nach der vorliegenden Erfindung auf der Innenseite der Aufnahmebohrung für den Treibsatz liegt, ist er weitgehend von unrichtig ausgerichteten Zündzapfen geschützt und so in geringerem Mass einer Beschädigung ausgesetzt.

Das wesentliche Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Patronenhülse aus einem thermoplastischen Material, deren Boden und Mantel biaxial orientiert sind, und zwar der Mantel in hohem Grad und der mit ihm ein Stück bildende Boden in einem wesentlich niedrigeren Grad. Ein besonderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer neuartigen Abdichtung des Treibsatzes, mit der Treibsätze verschiedener Längen und Durchmesser wirksam abgedichtet werden können. '

• Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen stellen dar:

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Fig. 1 den Querschnitt durch eine SchrotpatronenMlse aus Kunststoff nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 die aueeinandergezogene Schnittansicht der Aufnahmeöffnung für den Treibsatz und des zugehörigen Gasabdichtungsringes,

Fig.2A die gleiche Ansicht wie die Fig. 2, aber mit eingesetztem Treibsatz,

Fig. 3 den Querschnitt durch das Ausgangsstück aus Kunststoff,

Fig. M- den Querschnitt durch ein radial ausgeweitetes Ausgangsetück mit einem ausgestreckten Ende,

Fig. 5 den Querschnitt durch das in Längsrichtung auseinandergezogene Werkstück mit einem nach aussen verdickten Wandbereich an dem einen Ende des Auegangsstückes,

Hg. 6 den Querschnitt durch das auseinandergebogene Werkstück nach dem Abgraten dee vorderen Endes und dem Umkehren des Profils des verdickten Endes,

Fig. 7 den Querschnitt durch das Werkstück nach der Verformung des verdickten Endes zwecke Bildung des Boden· der Patrone mit einer Aufnahmeöffnung für den Zündsatz und einem gepressten Kragen, der den dem zylindrischen Hantel abgelegenen Teil der Aufnahmeöffnung umgibt,

Fig. 8 den Querschnitt durch das Werkstück nach, der Fig. ? nach der Planierung,

Fig. 9 den Querschnitt durch den Aufweitetempel und die Anordnung für die erste Stufe der Verformung, die zu dem nach aussen erweiterten, in der Fig. 4- dargestellten Ausgangsstück führt,

Fig.10 den Querschnitt durch das Anschlageisen und die Anordnung für die Stufe der axialen Verlängerung, die zu dem in der Fig. 5 dargestellten, orientierten Werkstück führt,

Fig.11 die schematisehe Ansicht des Werkzeug« zum Entgraten des unteren Endes des in der Fig. 5 dargestellten Werkstücks,

Fig.12 den Querschnitt durch die Pressform und den Unterstützungskörper für die Profilumkehrstufe, die zu der

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in der Fig. 6 dargestellten Form der Hülse führt;

Jig. 13 den Querschnitt durch die Pressform und die Werkzeuge für die Stufe für das Stauchen des Bodens, die zu der in der Mg. 7 dargestellten Form der Hülse führt,

Hg. 14 den Querschnitt durch die Patronenhülse beim Durchgang durch ein Planierungsgesenk,

Hg. 15 den an der Bückseite der vorgestauchten Hülse herausragenden Kragen, der dazu ,"bestimmt ist, in der Aufnahmeöffnung für den Treibsatz einen diesen abdichtenden Ring zu bilden,

Fig. 16 das Aufbringen der Metallkappe auf die Patronenhülse, Fig. 17 das Stauchen des Bodenwulstes, der die Metalkappe festhält und das -Hineinbiegen des Kragens in die Aufnahtneöffnung für den Treibsatz und

Fig. 18 die endgültige Formung der mit dem Gasabdichtungsring ausgestatteten Patronenhülse»

Die Fig. 1 zeigt eine Patronenhülse 10 mit. einem rohrförmigen Mantel 12, der an seinem Mündungsende 14 konisch ausläuft und der mit einem an seinem anderen Ende vorhandenen Boden 16 aus einem Stück besteht. Der Mantel 12 hat eine im.wesentlichen gleichbleibende Wandstärke, wenn auch sein hinteres Ende 18 in der Nähe des Bodens 16 schwach konisch verläuft. Eine übliche Metallkappe 20 aus Messing, Stahl oder einem anderen geeigneten Metall ist am Boden 16 an einem mit diesem»ein 'Stück bildenden, ringförmigen Wulst 22 und einem metallischen Kragen 24 befestigt, der in die im Boden vorhandene Öffnung 26 für den Treibsatz hineinreicht. Ein kontinuierlicher Gasabdichtungsring 28, der mit dem Boden 16 aus einem Stück besteht, ragt in Richtung zur Mitte der Aufnahmeöffnung 26 hin in diese hinein und bildet einen kreisförmigen Ring, dessen Innendurchmesser kleiner als der des Treibsatzes ist. Ein abweichendes Verfahren zur Befestigung der Metallkappe an dem Boden aus Kunststoff besteht in der Verwendung einer Mehrzahl von Klauen an Stelle des metallischen Kragens 24 und in dem Einbetten dieser Klauen in den Kunststoffboden.

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In die Öffnung 26 des Bodens 16 ist ein Treibsatz JO mit Druck eingeschoben, der sich über das vordere Ende des Abdichtungsringes 28 hinaus erstreckt, so dass dieser mit der zylindrischen Fläche 26a der Bohrung 26 eine kontinuierliche Oberfläche bildet. Aus *r ilg. 2a ist ersichtlich, dass der Abdichtungsring in keine unmittelbare Berührung mit der Hitze und den Gasen der durch die Zündung des Treibmittels bewirkten Verbrennung gelangt. Dies hat eine geringere Erosion des Abdichtungsringes durch die heissen Verbrennungsgase zur IPolge.

Der Abdichtungsring 28 besteht aus einem aus einem orientierten Bereich des Kunststoffes herausgezogenen Kragen und übt zusammen mit der eng anliegenden Wand 26a der Bohrung auf ein zwischen der Patronenhülse und dem Treibsatz gelegenes, dünnes Kontaktband verstärkte Kräfte aus.

Es ist hierbei zu beachten, dass die Bearbeitung oder Gestaltung von vielen Thermoplasten, besonders von Polyäthylen anders erfolgt, als die Bearbeitung von Metallen. Im i'all von Polyäthylen haben die mit Werkzeugen abgenommenen Kunststoffspäne im Profil und in der Dimension nur wenig Ähnlichkeit mit diesen Werkzeugen. Die Werkzeuge müssen so gestaltet sein, dass sie das hohe Mass an dimensional.er Regenerierung ausgleichen, wie eine solche für Polyäthylen nach einer wesentlichen Kaltverformung eigentümlich ist. Im allgemeinen kann Jeder Kunststoff, der unterhalb seines bchmelzpunktes mechanisch verformt werden kann, nach dem vorliegenden Verfahren behandelt werden.

Das Ausgangsmaterial für das Verfahren lab ein rohrfötmiges Stück 32 aus Kunststoff. Öiehe die ii'ig. J. Dieses Ausgangsstuck kann auf verschiedene Weise hergestellt v/erden, aber es hat sich ergeben, dass im Strangpressverfahren hergestellte, dickwandige Holire aus Kunststoff, die in Stücke geeigneter Lärii-'jo zerschnitten sind, besonders bequem und wirtschaftlich verwendet werden können.

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Das entwickelte Verfahren umfasst die Verwendung -von Presswerkzeugen "von fortschreitenden !Typen, so dass die Zeit-

...
spannen zwischen den einzelnen Verfahrensstufen nur Bruchteile von Sekunden betragen. Aus diesem Grund sind die in den Fig. 4- bis 7 dargestellten Gestaltungen des "Werkstücks nicht völlig korrekt, da der Kunststoff nach seiner Verformung einige Zeit braucht, um die in den Figuren dargestellten M-mensionen zu erlangen· Es ist nicht m&glicht* die Gestalt '."' des Kunststoffes unmittelbar nach seiner Entfernung von i,en Presswerkzeugen genau zu messen_t da sich der Künststoff im Zustand der elastischen Eegeneration befinde t und sich sat--. sprechend diesem "Gedächtnis" verändert» Die Figuren stellen daher Skizzen von Werkstücken dar, die in dem besonderen Zeitpunkt aus dem Verfahren herausgenommen wurden und die sich abkühlen und eine stabile I¹OIm annehmen konntön»

Das im folgenden beschriebene Verfahren kann ait Ausgangs- j stücken bei Umgebungstemperatur durchgeführt werden« Obwohl ' bei der Entwicklungsarbeit eine einfach wirkend© Presse mit ! Hilfebewegungen für Kraftübertragungsstangen und Aussehlagmuffen verwendet wurde, können die bei der Produktion ver- . wendeten Pressen mit hoher Geschwindigkeit arbeiten und sie .si&d gross genug, um mit einer Mehrzahl von Werkzeiagreihen zu arbeiten.

Die Ausgangsstücke 32 werden Ende an Ende {jeder Werkzeugreihe zugeführt (nicht dargestellt) und werden der ersten mechaninischen Bearbeitungsstation, genannt "Vorformen" zugeführt. In dieser Station werden zwei Werkzeuge verwendet, ein Aufweitstempel 34- und ein Traggesenk 36 (siehe die Fig. 9).

Eine wichtige Aufgabe der Vorform-Stufe ist das radiale ßtrek- ; ken des einen Endes des Ausgangsstücke und seine Vorbereitung, j dass es genau in die Bohrung der nächsten Verfahrensstufe [ (axiales Verlängern) passt. Da Kunststoff eine grosse elastische Hegenerationsfähigkeit hat, ist es notwendig, die Abmessungen des Durchmessers des Aufweitstempels 34 so fcu

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wählen, dass das Ausgangsstück 38 überstreckt wird. Der oberste Teil 34a des Aufweitstempels 34- bewirkt in dem Ausgangsstück eine üffnungsweite, die für das Eintreten des Pressstemples in der nächsten Verfahrensstufe einen Sicherheitsfaktor bildet.

Die Fig. 9 zeigt die Lage des Werkzeugs am Ende des Maschinenhubes. Beim Aufwärtshub wird das vorgeformte Ausgangsstück angehoben und an einer ortsfesten Hülse (nicht dargestellt) abgestreift. Sodann wird das Werkstück für die nächste Verfahrensstufe, genannt axiale Verlängerung, axial ausgerichtet (siehe die Fig. 10). Die axiale Verlängerung ist ein schweres mechanisches Verfahren und erfordert von allen Stufen des Verfaluaens den grössten Druck.

In dieser Verfahrensstufe werden zwei Werkzeuge verwendet, nämlich ein Gesenk 40 und einen Presstemp-.el .42. Der Pressstempel hat eine Anzahl von wichtigen Dimensionen und Profilen. Beginnend mit dem unteren Ende hatder Presstempel einen konischen Abschnitt 42a, dann einen zylindrischen Abschnitt 42b, dann einen knopfertigen vorstehenden Arbeitsteil 42c und endlich den Tragschenkel 42d.

Der konische Abschnitt 42a tritt in die Bohrung des Werkstücks 38 eiⁿ und. erweitert sie radial bis zur Anlage an der Bohrung 40a des Gesenks 40. Das Werkstück 38 kann die Temperatur der Umgebung oder eine höhere, unter der kristallinischen Schmelztemperatur des verwendeten Kunststoff liegende Temperatur haben. Her Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 42b des Presstempels und die Bohrung 40a stehen in einem solchen Verhältnis zueinander, dass sich das Werkstück nicht faltet oder verbiegt, wenn das vorstehende Arbeitsteil 42c des Presstempels mit dem Verlängern des Kunststoffes beginnt. Der Durchmesser des Arbeitsteils 42c ist so gewählt, dass er in der Bohrung 40a des Gesenks 40 einen Spalt belässt, der die pjewünschte Wand dicke der fertigen Patronenhülse erzeugt.

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Aber wegen der elastischen Regeneration des Kunststoffes ist der öpalt zwischen dem Press temp el und dem Gesenk viel dünner, als die hergestellte Wand.,

Der Tragschenkel 42d des Presstempels 42 verläuft konisch, um die Berührungsfläche der Hülse mit dem Presstempel im Zeitpunkt des Verlängern zu verringern, da sich der dicke Kragen am oberen Ende (der später den Boden der Patronenhülse bildet) sehr schnell zusammenaieht. Das Gesenk 40 enthält eine sich nach aussen erweiternde Mündung 40b, die das Verhältnis der Wanddicken zwischen dem rohrförmigen Mantel und dem Boden der fertigen Patronenhälse "bestimmt. Die bei Jedem Hub freiwerdende Energie ist so gross, dass der Presstempel 42 eine Wasserkühlung braucht. Diese kann in wohlbekannter Weise ausgeführt werden.

Aus den Ifig. 5 und 10 ist ersichtlich, dass das aus Kunststoff bestehende Werkstück in der axialen Richtung wesentlich verlängert worden ist und dass dabei ein Werkstück 44 gebildet wurde, das aus einem im wesentlichen geraden, rohrförmigen Mantel 44a und einem verdickten Ende 44b besteht, dessen Wandverdickung im Innern des Werkstücks liegt. Das zwischen dem Arbeitsteil 42c des Presstempels und "dem Einsetzstück 40c gelegene vordere, verdickte Ende 44c des Werkstücks ha^rt die wichtige Aufgabe, ein gegenseitiges Anschlagen der Werkzeugteile zu verhindern.

Die nächste Verfahrensstufe besteht im Abschneiden des verdichten Teils 44e am vorderen Ende oder Mündungsende der Pa- _; tronenhülse. Dies geschieht durch Abschneiden mit einem Messer ; oder auf irgend eine andere bekannte Weise. Die Fig. 11 zeigt j das vom Hauptteil abgetrennte, verdickte Ende 44c, nachdem ί vorher das ganze Werkstück an den Schneidwerkzeug 45 vorbei- j bewegt worden ist. Nach dem Entfernen des verdickten Endes 44c [ liegt die Mündung der Patronenhülse am Ende einer zylindrisehen Bohrung, in die in der nächsten Verfahrensstufe, die

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die Profiliimkehrung genannt wird, ein Stempel konstanten Durchmessers eingeführt werden kann.

Die Profilumkehrung besteht in dem Zusammendrücken des Kunststoffbodens der auf das Ende eines Stempels aussen aufgesetzten Patronenhülse. Dieser VerfahrensVorgang dient für die rohe .Formung des Bodens der Patronenhülse und zur Vorbereitung seines endgültigen Pressens. Diese Verfahrensstufe benützt zwei Werkzeuge, eine Pressform 48 und einen Stempel 50 (siehe die Fig. 12).

Der Stempel 50 hat eine genau profilierte Nasa 50a und ist in das abgeschnittene, axial verlängerte Werkstück hineingesteckt, um es mit seiner profilierten Bohrung zu tragen. Der Stempel stellt im Boden des Werkzeugs die erforderliche Bohrung her. Bei der Durchführung des Verfahrens ist das abgeschnittene, axial verlängerte Werkstück 52 zum Stempel 50 ausgerichtet. Beim Abwärtsgang drückt die Pressform 48 das Werkstück 52 über den Stempel 50 und bewirkt so eine Verringerung des Durchmessers des oben liegenden Bereichs des Werkstücks. Während eines Teils des Hubes dient der Spalt zwischen dem Stempel 50 und der Bohrung des Hohlstempels 48 zum Festhalten und Tragen des Werkstücks, um es weiter zusammen zu drücken und nach innen zu falten. Anschliessend wird das Werkstück vom Stempel 50 abgenommen und zur nächsten Station, der Vorstauchstation, befördert (siehe die Fig. 15).

Die Aufgabe des Vorstauchens ist die Verbollständigung der Erfordernisse für die Dimensionierung und Profilierung des oben gelegenen Teils der Hülse.

Die Vorstauchstation verwendet drei Hauptwerkzeuge für das Tragen und Stauchen des Werkstück3, nämlich ein Druckwerkzeug 54, einen Stempel 56 und eine Pressform 58· Das Werkstück 52 wird von dem Stempel 56 und der Pressform 58 getragen und wird von dem Druckwerkzeug 54 gestaucht, das eine Anzahl von Konturen für die Formung des oben gelegenen Teils des Werk-

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stücks 60a aufweist. Die Aussparung 54a erzeugt den Kragen 60a und die weggeschnittene Kante 54-b erzeugt den Hand 60b. Der Kragen 60a.. umgibt die Bohrung für den Treibsatz und muss eine andere Form erhalten, um das Treibgas abzudichten. Der Hand 60b muss noch verändert werden, um die in einer späteren Stufe des Verfahrens zugefügte Metallkappe aufzunehmen.

Bei der Durchführung des Verfahrens wird Werkstück 52 mit dem umgekehrten Endprofil durch das Druckwerkzeug 54 in die Pressform 58 und über den Stempel 56 gedrückt. Das Vorstauchen ist ein unter hohem Axialdruck erfolgender Vorgang, bei dem der Kunststoff fliesst und in den ganzen freigelassenen Raum eindringt. Dieses Fliessen ermöglicht die Formung des Kragens 60a und des Randes 60b. Dieses Fliessen erzeugt auch die kegelige Fläche zwischen der oben gelegenen Endfläche des Werkstücks und seinem Mantel.

Die Fig. 13 zeigt die Lage der Werkzeuge am Ende des Arbeitshubes. Anschliessend wird das Werkstück, vorzugsweise mit einer Auswerfhülse (nicht dargestellt) nach oben von dem Stempel 56 und der Pressform 58 abgehoben.

Das vorgestauchte Werkstück 60 wird anschliessend in der letzten Station des Pressformsatzes axial ausgerichtet. Dies ist ein einfacher Planierungsvorgang (siehe die Fig. 14). Es werden zwei Werkzeuge benützt, eine Pressform 64 und ein Stempel 66. Bei der Durchführung des Verfahrens wird das vorgestauchte Werkstück 60 durch die Pressform 64 nach unten hindurchgedrückt. In der Fig. 14 sind die Werkzeuge in einer mittleren Lage- des Abwärtshubes der Presse dargestellt. Der Planierungsvorgang bildet eine mit billigen Werkzeugen durchgeführte Korrekturmassnahme, durch die der Mantel der fertiggestellten Patronenhülse über ihre ganze Länge den gewünschten Durchmesser erhält. '

IJacli dem Abschluss dieser mechanischen Behandlung wird von dem nunmehr die richtigen Hasse aufweinenden Werkstück der

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Schmierstoff abgewaschen und gleichzeitig durch die Verwendung von heissem Wasser in seinen Massen stabilisiert. Die-Waschtemperatur wird so gewählt, dass sie der maximalen Temperatur entspricht, die bei der Speicherung der fertigen Hülsen erwartet wird. Höhere Waschtemperaturen führen in kürzerer Zeit zur Stabilisierung der Masse. Für diesen Zweck sind z. B. 77° C während 20 Minuten zweckmässig.

Die so gewaschenen und stabilisierten Werkstücke Bind für den Zusammenbau mit der Metallkappe und des Treibsatzes bereit. Grundlegend besteht die Ausrüstung dafür in einem Stempel 68 und einem Gesenk 70 (siehe die Fig. 15 bis 18). Die Aufgabe des Stempels 68 ist, das Werkstück für die erste Bearbeitung (Fig. 15) in dieser Bearbeitungseerie oberhalb des Gesenks zu halten. Eine Pressform 72 biegt mit einem mittig gelegenen Stempel 74· den Kragen 60a (Fig. 7) in die Lage 76· Des weiteren wird dem Rand 60b (Fig. 7) eine schräg nach innen verlaufende Form gegeben, damit in der folgenden Verfahrenestufe die Metallkappe 20 leicht auf die Hülse aufgesetzt werden kann

Die Fig. 16 zeigt die aufgesetzte Metallkappe 20. Die Kappe ist erst zur Hälfte fertig, das heisst die Vorbereitung für die Aufnahme des Treibsatzes und die Bildung des Randwulstes 78 erfolgen in verschiedenen Stufen. Zum Aufsetzen der Kappe dient ein einfacher, flach endfender Stempel 80.

Die Fig. 17 zeigt, wie durch den in das Werkstück hineingesteckten Stempel 68 das mit der Kappe ausgestattete Werkstück innerhalb des Gesenks 70 so ausgerichtet wird, dass es mit seiner Schulter 70a an dem Handwulst 7Q der Kappe anliegt. Die Pressform 82 treibt mit ihrem mittig gelegenen Stempel 84 das Werkstück an seinen Platz. Der umgebogene Kragen 76 wird in einen dünneren Bereich ausgezogen und der Rand 60b wird in den Randwulst 78 der Kappe hineingedrückt.

Die Fig. 18 zeigt das Fertigpressen der Hülse. Die Pressform

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86 ist mit ihrem mittig gele.genen Stempel 88 so profiliert, dass sie dem Gasabdichtungskragen und der Öffnung für die Aufnahme des Treibsatzes ihre endgültige Form geben. Bei die- ! ser Verfahrensstufe wird der metallische Hand der Kappe 20 ' ^ so zusammengedrückt, dass sie auf dem in der vorangegangenen Stufe vorbereiteten Werkstück festgehalten wird. Die oben gelegene Fläche der Kappe, die den Flansch des becherförmigen (Treibsatzes aufnehmen soll, wird auch in dieser Stufe überprüft. ■

In allen Fig. 15 bis 18 sind die Pressformen und Stempel in der Lage am Ende des Presshubes dargestellt.

Die Ausstattung der Patronenhülse mit einem Treibsatz kann ■ ; in der üblichen Weise durch das Einstecken und Aufsetzen ■: eines becherförmigen Treibsatzes erfolgen. Die Lage des Gasabdichtungskragens 28 ist eine solche, dass er sowohl für die ; üblicherweise in Europa hergestellten kürzeren, als auch für die allgemein in den USA gebrauchten, längeren becherförmigen ^: Treibsätzen verwendbar ist.

Wegen der elastischen Regeneration, dem "Gedächtnis" des Kunst-* stoffes weist der zwischen einem Stempel und einer Pressform ausgedrückte Kunststoff nicht die 'Gestalt und die Abmessungen des Spaltes zwischen dem Stempel und der Pressform auf.

Um mit der vorliegenden Erfindung die gewünschten Resultate zu. erreichen, ist ein wesentlicher Betrag an Verformung und Bewegung von Kunststoff erforderlich. Z. B. wird der in der Fig. 3 dargestellte Ausgangskörper, der einen Aussendurchmesser von 1,7 cm und einen Innendurchmesser von 0,6 cm aufweist in der Stufe der axialen "Verlängerung an dem einen, oben gelegenen Ende 44b in der Fig. 5 auf einen Aussendurchmesser von 2,3 vm und einen Innendurchmesser von 1,25 cm gebracht und schliesslich durch Pressen und dgl. ein Boden mit einem Aussendurchmesser von 2 cm und einer Bohrung für die

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Aufnahme des (Treibsatzes von 0,55 cm hergestellt.

Die oben angegebenen Masse nach der axialen Verlängerung sind die "kalten" Masse und nicht die Masse des Kunststoffwerkstücks während seiner Verformung in den tressformsätzen. Demgemäss sind die Abmessungen der Werkzeuge etwas grosser, als die für das Kunststoff-Werkstück vorgeschriebenen Masse, weil das Kunststoff-Werkstück auseinander gezogen werden muss, ehe die elastische Hegeneration (Erinnerung) vorüber ist. Die Abmessungen sind Jedoch verhältnismässig genau, so dass über das Mass der radialen Verformung des Kunststoff-Ausgangsstück zuverlässige Werte gewonnen werden können.

Aus der i'ig. 5 ist ersichtlich, dass das verlängerte, verdickte Ende 44b (i'ig. 5) der Wand im wesentlichen dazu dient, den Boden 16 der fertigen Hülse (i'ig. 1) herzustellen. Es gibt besondere Bereiche des Bodens 16,die mindestens etwas orientiert oder deformiert sind, z. B. der Abdichtungsring 28 und der ringförmige Wulst 22. Von anderen Bereichen des Bodens kann wegen der wesentlichen Kaltbearbeitung des Kunststoffes, um ihm die Gestalt und die Abmessungen der endgültigen Hülse zu geben, angenommen werden, dass sie in einigem Mass orientiert und verfestigt sind. Der rohrförmige Mantel ist selbst-verständlich in der Längsrichtung und der Umfangsrichtung in hohem Mass orientiert. ■

Ansprüche: 309821/0701

Claims

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Ansprüche

Patronenhülse aus einem thermoplastischen Material, mit einem rohrförmigen Mantel und einem mit ihm aus einem Stück bestehenden Boden, der in der Längsrichtung der Patronenhülse von einer Öffnung, für die Aufnahme des Treibsatzes durchsetzt ist, der dicht in der Aufnahme-Öffnung anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (26) von einer im wesentlichen zylindrischen, • durch den Boden (16) hindurchgehenden Wand (26a) begrenzt ist und dass in der Aufnahmeoffnung, zwischen deren beiden Enden, ein Element (28) zur Gasabdichtung vorgesehen ist, dessen vorderes Ende in einer ununterbrochenen Linie an dem Treibsatz (30) anliegt. " ;

2. Patronenhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zur Gasabdichtung (28). aus einem konti- ■ nuierlichen, ringförmigen, mit dem Boden (16) aus einem Stück bestehenden Kragen besteht, der nach innen aur Mittellinie der Aufnahmeöffnung (26) hin vorsteht, wenn der Treibsatz (30) noch nicht an seinem Platz ist und der dann, wenn der Treibsatz an seinen Platz ist, gegen die zylindrische Wand (26a) der Aufnahmeöffnung zurückgedrückt wird und mit dieser Wand eine - kontinuierliche i'läche bildet. · .

3· Patronenhülse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (28) zur Gasabdichtung mit seinem rückwärtigen Ende mit dem Boden (16) aus einem · Stück besteht und mit seinem vorderen, freien Ende nachinnen zur Mittellinie der Aufnahmeöffnung (26) hin vor- ' steht,- so dass zwischen dem vorderen Ende, des Abdich- ! tungselements und der zylindrischen Wand (26a) der Aufnahmeöffnung eine kontinuierliche Einne gebildet wird.

4. Patronenhülse noch Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

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dass das Element (28) zur Gasabdichtung so angeordnet ist, dass das vordere Ende des eingebauten Ireibeatzes (50) sich über das vordere, freie Ende des Abdichtungselements erstreckt, so dass das ganze Abdichtungselement zwischen dem Treibsatz und dem Boden (16) der Patronenhülse zusammengedrückt wird.

Patronenhülse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtungselement (28) aus orientiertem Kunststoff besteht.

Verfahren zur Herstellung einer Patronenhülse aus vornehmlich orientiertem Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangsstück ($2) aus thermoplastischem Material radial aufgeweitet wird, um seinen inneren und äusseren Durchmesser zu vergrössern, dass dann das aufgeweitete Ausgangsstück in ein Gesenk (40) eingesetzt und mittels eines Presstemples (4-2) zu einem hoch orientierten, rohrförmigen Kunststoffkörper j ausgezogen wird, dessen eines Ende aussen einen ver- ! hältnismässig dicken Flansch (44b) aufweist, dass dann das andere Ende des rohrförmigen Körpers auf die gewünschte Länge abgeschnitten wird, dass dann das geflanschte Ende (44b) des rohrförmigen Körpers so zusammengedrückt wird, dass der dicke Flansch auf seine Innenseite verlagert wird, um dort den Boden (16) der Patronenhülse mit einer j Aufnahmeöffnung (26) für den Treibsatz (30) zu bilden, dass dann aus dem Boden ein ringförmiger, die Äufnahmeöffnung für den Treibsatz umgebender und von ihr abstehender Kragen (60a) herausgedrückt wird, dass dann über die Patronenhülse eine Metallkappe (20) gesteckt wird und dann die Hülse auf ihre endgültigen Masse gestaucht wird, um an ihr die Metallkappe zu befestigen, während der ringförmige Kragen in die Aufnahmeöffnung hineingebogen wird, um dort ein kontinuierliches, orientiertes Dichtungselement aus Kunststoff zu bilden, das zwischen den Enden

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der Aufnahmeöffnung liegt und mit dem Boden aus einem Stück besteht. ι

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsstück (52) von einem üblichen, dickwandigen, im Strangpressverfahren hergestellten Rohr abgeschnitten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7» dadurch-gekennzeichnet, dass das radial aufgeweitere Ausgangsstück (52) an seinem einen Ende trichterförmig ausgestreckt wird, um das Einführen des Stempels (42) in der Stufe der axialen Verlängerung zu erleichtern- .

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge- " kennzeichnet, dass die radiale Aufweitung des Ausgangsstückes (52) die Erweiterung eines seiner Enden umfasst, dass das nicht erweiterte Ende des aufgeweiteten Ausgangsstückes in die Bohrung (40a) eines Gesenks (40) eingeführt wird, dass dann das Ausgangsstück in axialer Sichtung zu einem hoch orientierten Rohr verlängert wird, dessen eines Ende einen nach aussen ragenden Flansch (44b) aufweist, dass dann das Rohr an dem dem Flansch, abgewendeten Ende (44c) abgeschnitten wird, dass dann das Profil des Flansches geändert und sein endgültiges Profil vorbereitet wird, welche Änderungen darin bestehen, dass der Aussendurchmesser des Flansches so weit verringert wird, bis der Flansch in das Gesenk für die folgende Verfahrensstufe eingeführt werden kann, wobei der aussengelegene Flansch auf die Innenseite des Rohres gelangt und eine zentrale Öffnung von dem vorbestimmten Durchmesser für die nächste Verfahrensstufe begrenzt, so dass das Aus-, gangsstück nunmehr einer roh geformten Patronenhülse gleicht, dass dann deren verdicktes Ende in eine Press- ! form (58) eingeführt und angenähert zu den endgültigen j Abmessungen mit einem von dem Umfang der zentralen Öffnung '

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axial abstehenden Kragen (60a) vorgestaucht wird, dass dann die Mündung der Hülse zuerst durch eine Planierungspressform (64) gepresst wird, um den Aussendurchmesser der Hülse zu verringern und etwaige Unregelmässigkeiten zu korrigieren, dass dann die Kunststoffhülse mit heisser Flüssigkeit bei der Temperatur gewaschen wird, die geeignet ist, die Spannungen in der Hülse zu lockern und ihre Abmessung bei dieser Temperatur oder einer darunter liegenden Temperatur zu stabilisieren, dass dann auf die vorgestauchte Hülse die Metallkappe (20) aufgesetzt wird und dass schliesslich die Hülse durch Umbiegen des axial abstehenden Kragens in die Aufnahmeöffnung (26) für den Treibsatz (30) in ihre endgültige i'orm gebracht und so ein orientierter, kontinuierlicher Gasabdichtungsring gebildet wird, der mit der Innenseite der endgültigen Aufnahnieöffnung aus einem Stück besteht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9> dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsstück (52) beim Vorgang der axialen Verlängerung eine Temperatur hat, die unter der kristallinischen Schmelztemperatur liegt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des anfänglich dickwandigen Kunststoff-Ausgangsstückes (52) kleiner als der Aussendurchmesser der fertigen Patronenhülse (1O) ist und dass das Ausgangsstück radial auf einen Ausseadurchmesser aufgeweitet wird, der wesentlich grosser als der Aussendütrchmesser der fertigen Patronenhülse ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdichtung für den Treibsatz einer aus Kunststoff bestehenden Schrotpatroiienhülse dadurch hergestellt wird, dass zuerst ein röhrenförmiger Kunststoff körper mit einem mit ihm aus einen ötiick bestehenden Boden mit einer längslaufenden Aufnahmeöffnung für den Treibsatz geformt wird, dass dann rund um die Aufnahme-

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öffnung ein axial von der Aussenfläche des Bodens abstehender Kragen (60a) durch Drücken gebildet wird, so -dass in konstantem axialem Abstand von der Achse der Hülse eine Kunststoffmenge vorhanden ist, dass dann der Kragen auf die Innenseite der Aufnahmeoffnung umgebogen wird, wo er einen kontinuierlichen Gasabdichtungsring (28) aus Kunststoff bildet, der mit dem Boden (16)der Hülse aus einem Stück besteht und der einen kleineren Durchmesser hat, als die verbliebene Innenwand der Aufnahmeö^ffnung ^: (26). j

1$. T/erfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasabdichtungsring (28) durch einen Ziehvorgang ge- j bildet wird_v der zu einem orientierten Kunst stoff ring führt^!.

Der Patentanwalt

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