DE102010061272B3

DE102010061272B3 - Geschosshülle für ein Sprenggeschoss und Verfahren zur Behandlung einer Geschosshülle

Info

Publication number: DE102010061272B3
Application number: DE201010061272
Authority: DE
Inventors: Alexander Simon; Ernst Tripp
Original assignee: Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Current assignee: Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2013-04-25
Anticipated expiration: 2030-12-16
Also published as: EP2652437B1; US9568291B2; WO2012097790A1; ES2600506T3; US20130255524A1; EP2652437A1

Abstract

Zersplitterbare Geschosshülle für ein Sprenggeschoss (7), mit einer ungleichmäßigen Wandstärke (W) und mit über die Geschosshülle (1) verteilt angeordneten Sollbruchstellen (2) zur Formgebung von Splittern, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) zur Erzielung gleichmäßiger Splitter ungleichmäßig voneinander beabstandet sind und dass die Sollbruchstellen (7) als Materialgefügeänderungen ausgebildet sind, die sich über die gesamte Wandstärke (W) erstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft eine zersplitterbare Geschosshülle für ein Sprenggeschoss, mit über die Geschosshülle verteilt angeordneten Sollbruchstellen zur Formgebung von Splittern. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Behandlung einer zersplitterbaren Geschosshülle für ein Sprenggeschoss, mit über die Geschosshülle verteilt angeordneten Sollbruchstellen zur Formgebung von Splittern.
Sprenggeschosse werden beispielsweise als Artilleriemunition eingesetzt. Ein Sprenggeschoss zur Abwehr von Angriffsmunitionskörpern, z. B. Mörsergranaten oder Raketen, ist aus der DE 10 2007 007 403 A1 bekannt.
Weitere Sprenggeschosse werden in der DE 101 51 897 A1 , DE 100 25 105 A1 und der EP 0 163 029 A2 beschrieben.
Die DE 28 37 638 A1 zeigt ein Verfahren zur Behandlung einer Splittergeschosshülle bei der ein Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl derart über die Oberfläche geführt wird, dass ein vorbestimmtes geometrisches Muster entsteht, wobei sich die Materialgefügeänderung nicht über die gesamte Wandstärke der Hülle erstreckt.
Neben einer Geschosshülle weisen Sprenggeschosse üblicherweise eine innerhalb der Geschosshülle angeordnete Sprengladung auf. Infolge der Zündung der Sprengladung im Ziel oder in dessen Nähe zersplittert die Geschosshülle in eine Vielzahl Splitter. Die Splitter werden durch den Druck der Detonation der Sprengladung beschleunigt und wirken mit einer entsprechenden kinetischen Energie auf das Ziel ein. Somit wirkt ein Sprenggeschoss vornehmlich durch die Zersplitterung seiner Geschosshülle.
Die Wirkung des Sprenggeschosses hängt in erhöhtem Maße von der Splitterbildung ab. Beispielsweise bilden sich bei Detonation der Sprengladung neben solchen Splittern, die aufgrund ihrer Masse ausreichend kinetische Energie aufnehmen können, um auf das Ziel einzuwirken, auch Splitter, die aufgrund zu geringer oder zu hoher Masse nicht oder nur in begrenztem Umfang auf das Ziel einwirken können. In gleicher Weise beeinflusst die Form bzw. Oberfläche der Splitter ihr Wirkverhalten. Beispielsweise werden Splitter, die eine ungünstige Form aufweisen, aufgrund ihres Luftwiderstands abgebremst.
Um zu erreichen, dass bei der Detonation der Sprengladung vorwiegend Splitter mit gewünschter Form entstehen, kann die Geschosshülle mit Sollbruchstellen versehen werden. Beispielsweise ist aus der DE 21 26 351 C1 eine Geschosshülle bekannt, die gleichmäßig über die Geschosshülle verteilte Sollbruchstellen aufweist. Durch diese Sollbruchstellen kann die Formgebung der Splitter derart beeinflusst werden, dass in erhöhtem Maße Splitter mit gewünschter Form entstehen. Die Geschosshülle weist keine ungleichmäßige Wandstärke auf.
Beim Abschuss eines Sprenggeschosses aus dem Rohr einer Waffe, insbesondere bei drallstabilisierten Sprenggeschossen, werden große Kräfte auf die Geschosshülle übertragen. Um die Festigkeit der Geschosshülle auch während dieser erhöhten Beanspruchung zu gewährleisten, weisen die Geschosshüllen oftmals eine ungleichmäßige Wandstärke auf. Beispielsweise können Bereiche der Geschosshülle, die stark beansprucht werden, entsprechend dicker ausgebildet sein.
Gerade bei derartigen Geschosshüllen mit ungleichmäßiger Wandstärke hat es sich als nachteilig erwiesen, gleichmäßig verteilte Sollbruchstellen vorzusehen, da sich bei Detonation der Sprengladung durch die ungleichmäßige Wandstärke auch eine ungleichmäßige Splitterbildung ergibt. Auch wenn die Form der durch die gleichmäßig verteilten Sollbruchstellen entstandenen Splitter ähnlich ist, so unterscheidet sich die Masse der Splitter voneinander jedoch stark. In den Bereichen geringer und großer Wandstärke bilden sich Splitter mit zu geringer bzw. zu großer Masse, die nicht oder nur bedingt wirksam sind, wodurch die Wirkung derartiger Sprenggeschosse auf das Ziel beeinträchtigt wird.
Ein weiterer Nachteil der aus der DE 21 26 351 C1 bekannten Geschosshülle liegt darin, dass die Sollbruchstellen als entlang des Umfangs der Geschosshülle sowie entlang einer Richtung parallel zur Längsachse der Geschosshülle verlaufende Linien gleichmäßig verteilt ausgebildet sind, wobei sich lediglich die in Umfangsrichtung verlaufenden Sollbruchstellen über die gesamte Wandstärke erstrecken. Dadurch neigt die Geschosshülle dazu, bei Detonation der Sprengladung eher in Umfangsrichtung als in Längsrichtung zu brechen. Es ist möglich, dass die Sollbruchstellen in Längsrichtung nicht brechen. Die Folge ist eine ungleichmäßige Splitterbildung und eine verringerte Wirkung des Sprenggeschosses bei Zersplitterung der Geschosshülle.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine zersplitterbare Geschosshülle und ein Verfahren zur Behandlung einer zersplitterbaren Geschosshülle anzugeben, die eine verbesserte Wirkung auf das Ziel aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer zersplitterbaren Geschosshülle für ein Sprenggeschoss, mit einer ungleichmäßigen Wandstärke und mit über die Geschosshülle verteilt angeordneten Sollbruchstellen zur Formgebung von Splittern, dadurch, dass die Sollbruchstellen zur Erzielung gleichmäßiger Splitter ungleichmäßig voneinander beabstandet sind und dass die Sollbruchstellen als Materialgefügeänderungen ausgebildet sind, die sich über die gesamte Wandstärke erstrecken.
Die Sollbruchstellen können in einem unregelmäßigen Abstand voneinander angeordnet werden. Auf diese Weise kann die Anzahl Splitter, deren Masse in einem gewünschten Bereich liegt, erhöht werden. Gleichzeitig kann die Anzahl zu schwerer und/oder zu leichter Splitter verringert werden. Somit kann eine verbesserte Splitterbildung mit einer vergrößerten Anzahl an wirksamen Splittern ermöglicht werden. Die durch das Zersplittern der Geschosshülle entstehende Wirkung des Sprenggeschosses kann verbessert werden.
Nachfolgend werden weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Geschosshülle erläutert, wobei zunächst auf die Anordnung der Sollbruchstellen näher eingegangen werden soll.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zunächst vorgeschlagen, dass die Sollbruchstellen in einem Bereich größerer Wandstärke einen geringeren Abstand voneinander aufweisen. Dadurch kann bewirkt werden, dass Bereiche größerer Wandstärke bei der Detonation der Sprengladung in Splitter der gewünschten Masse zersplittern. In vergleichbarer Weise können die Sollbruchstellen in einem Bereich geringerer Wandstärke einen vergrößerten Abstand voneinander aufweisen. Infolgedessen kann die Geschosshülle in einem Bereich geringerer Wandstärke ebenfalls in Splitter der gewünschten Masse zersplittern. Somit können die Sollbruchstellen in Abhängigkeit von der Wandstärke derart angeordnet sein, dass sie auch bei ungleichmäßiger Wandstärke ähnliche Form und Masse aufweisen. Es ist möglich, dass die Sollbruchstellen jeweils einen an die Wandstärke angepassten Abstand voneinander aufweisen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Sollbruchstellen als Linien ausgebildet sind. Die Linien können gerade oder gekrümmt verlaufen. Die Sollbruchstellen können nach Art aneinandergereihter Punkte angeordnet sein, die Sollbruchlinien bilden. Ferner können die Sollbruchstellen als durchgehende Linien ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist weiter eine Ausgestaltung, bei der die Sollbruchstellen nach Art eines Rasters angeordnet sind. Die einzelnen Sollbruchstellen können Teil eines Sollbruchrasters sein, welches sich über die gesamte Geschosshülle erstreckt. Aufgrund der Rasterung der Geschosshülle durch die Sollbruchstellen kann eine gleichmäßige Formgebung der Splitter erzielt werden. Das Raster kann nach Art eines Punktrasters oder eines Linienrasters ausgebildet sein. Es ist möglich, dass das Raster aus Sollbruchlinien gebildet ist. Ferner kann sich das Raster in Richtung der Oberfläche der Geschosshülle und/oder in Richtung der Wandstärke der Geschosshülle erstrecken. Das Raster kann Maschen ungleichmäßiger Größe aufweisen. Insbesondere kann die Größe der Maschen des Rasters an die Wandstärke der Geschosshülle angepasst sein.
Ferner wird in einer konstruktiven Ausgestaltung vorgeschlagen, dass die Sollbruchstellen parallel zu einer Längsachse der Geschosshülle und/oder entlang des Umfangs der Geschosshülle verlaufen. Die Sollbruchstellen lassen sich in vorteilhafter Weise durch automatisierte Verfahren in die Geschosshülle einbringen. Insbesondere bei rotationssymmetrisch ausgebildeten Geschosshüllen können Sollbruchstellen, die entlang des Umfangs verlaufen, während der Drehung der Geschosshülle um ihre Längsachse in einfacher Weise mittels eines feststehenden Erzeugers erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Sollbruchstellen, die parallel zu einer Längsachse der Geschosshülle verlaufen, ungleichmäßig voneinander beabstandet sind und das die Sollbruchstellen, die entlang des Umfangs der Geschosshülle verlaufen, gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Insbesondere bei Geschosshüllen, deren Wandstärke in der Längsrichtung ungleichmäßig ist, können in Längsrichtung ungleichmäßig voneinander beabstandete Sollbruchstellen eine gleichmäßige Splitterbildung bewirken. Ein derartiges Sollbruchraster, bei dem die Sollbruchstellen in Längsrichtung ungleichmäßig voneinander beabstandet sind, kann Ungleichmäßigkeiten in der Splitterbildung ausgleichen. Dadurch kann auch bei einer Geschosshülle mit in Längsrichtung ungleichmäßiger Wandstärke eine gleichmäßige Splitterbildung bewirkt werden.
In einer bevorzugen Ausgestaltung weisen die Splitter eine Masse im Bereich von 5 g bis 9 g auf. Splitter in diesem Massenbereich haben sich als besonders vorteilhaft für die Abwehr von Angriffskörpern, wie beispielsweise Mörsergranaten oder Raketen, in der Luft erwiesen. Auf Grund ihrer Masse weisen sie bei der Explosion des Sprenggeschosses eine kinetische Energie auf, die zur Unschädlichmachung anfliegender Flugkörper geeignet ist. Derartige Splitter können die Hülle des Angriffskörpers durchschlagen und die Zündung einer Sprengladung des Angriffskörpers vorzeitig herbeiführen oder verhindern.
Im Folgenden werden weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Geschosshülle erläutert, wobei näher auf die Beschaffenheit der Sollbruchstellen eingegangen wird.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Sollbruchstellen als Stellen mit verringerter Härte ausgebildet. Durch die verringerte Härte des Materials im Bereich der Sollbruchstelle kann die Geschosshülle bei der Detonation der Sprengladung mit erhöhter Wahrscheinlichkeit im Bereich der Sollbruchstelle brechen. Die Sollbruchstellen können als Materialgefügeänderungen ausgebildet sein. Durch die Sollbruchstellen können Härtesprünge im Material der Geschosshülle erzeugt werden. Insbesondere bei nach Art eines Rasters angeordneten Sollbruchstellen kann ferner ein Härteraster in der Geschosshülle gebildet werden. Alternativ können die Sollbruchstellen als mechanische Sollbruchstellen, insbesondere als Einkerbungen, ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Sollbruchstellen durch Wärmebehandlung, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen und/oder Laserschweißen, entstanden sind. Durch eine Wärmebehandlung kann das Material der Geschosshülle in einem begrenzten Bereich vorübergehend geschmolzen werden. In den durch Wärme behandelten Bereichen können Materialgefügeänderungen in der Geschosshülle gebildet werden. Die Materialgefügeänderungen können Inhomogenitäten im Material der Geschosshülle sein, die als Sollbruchstellen wirken. Insbesondere können die Materialgefügeänderungen eine gegenüber dem restlichen Material der Geschosshülle erhöhte Sprödigkeit aufweisen.
Vorstehend wurde eine erfindungsgemäße Geschosshülle sowie vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Geschosshülle beschrieben, welche trotz einer ungleichmäßigen Wandstärke eine gleichmäßige Splitterbildung ermöglichen. Im Folgenden soll eine erfindungsgemäße Geschosshülle und deren vorteilhafte Ausgestaltungen erläutert werden, bei welcher die Sollbruchstellen mit erhöhter Wahrscheinlichkeit brechen und somit eine gleichmäßige Splitterbildung nach sich ziehen.
Die Sollbruchstellen können als in Richtung der Längsachse verlaufende Materialgefügeänderungen ausgebildet sein, die sich über die gesamte Wandstärke erstrecken.
Durch die Materialgefügeänderungen können Sollbruchstellen in Längsrichtung der Geschosshülle gebildet werden. Die Sollbruchstellen können sich über die gesamte Wandstärke erstrecken, wodurch die Sollbruchstellen bei Detonation der Sprengladung mit erhöhter Wahrscheinlichkeit brechen. Die durch das Zersplittern der Geschosshülle entstehende Wirkung des Sprenggeschosses kann somit verbessert werden.
In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Sollbruchstellen als entlang des Umfangs der Geschosshülle verlaufende Materialgefügeänderungen ausgebildet sind, die sich über die gesamte Wandstärke erstrecken. Somit kann die Geschosshülle ein Sollbruchraster aufweisen, welches aus durchgängigen Materialgefügeänderungen gebildet wird.
Ferner können bei der vorstehend beschriebenen Geschosshülle auch die im Zusammenhang mit der zuvor genannten, zersplitterbaren Geschosshülle mit einer ungleichmäßigen Wandstärke beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen zur Anwendung kommen.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Behandlung einer zersplitterbaren Geschosshülle für ein Sprenggeschoss, mit einer ungleichmäßigen Wandstärke und mit über die Geschosshülle verteilt angeordneten Sollbruchstellen zur Formgebung von Splittern, wird die anfangs genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Sollbruchstellen zur Erzielung gleichmäßiger Splitter ungleichmäßig voneinander beabstandet werden und dass die Sollbruchstellen als Materialgefügeänderungen ausgebildet werden, die sich über die gesamte Wandstärke erstrecken.
Die Sollbruchstellen können in einem unregelmäßigen Abstand voneinander angeordnet werden. Auf diese Weise kann die Anzahl Splitter, deren Masse in einem gewünschten Bereich liegt, erhöht werden. Gleichzeitig kann die Anzahl zu schwerer und/oder zu leichter Splitter verringert werden. Somit kann eine verbesserte Splitterbildung mit einer vergrößerten Anzahl an wirksamen Splittern ermöglicht werden. Die durch das Zersplittern der Geschosshülle entstehende Wirkung des Sprenggeschosses kann verbessert werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren können in analoger Weise zudem die im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Geschosshüllen genannten vorteilhaften Ausgestaltungen eingesetzt werden.
Die Sollbruchstellen können als in Richtung der Längsachse verlaufende Materialgefügeänderungen ausgebildet werden, die sich über die gesamte Wandstärke erstrecken.
Durch das Einbringen der durchgängigen Materialgefügeänderungen können Sollbruchstellen in Längsrichtung der Geschosshülle gebildet werden. Die Sollbruchstellen können sich über die gesamte Wandstärke erstrecken, wodurch die Sollbruchstellen bei Detonation der Sprengladung mit erhöhter Wahrscheinlichkeit brechen. Die durch das Zersplittern der Geschosshülle entstehende Wirkung des Sprenggeschosses kann somit verbessert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die Sollbruchstellen durch Wärmebehandlung, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen und/oder Laserschweißen, eingebracht. Durch eine Wärmebehandlung kann das Material der Geschosshülle in einem begrenzten Bereich vorübergehend geschmolzen werden. In den durch Wärme behandelten Bereichen können Materialgefügeänderungen in der Geschosshülle gebildet werden. Die Materialgefügeänderungen können weicher als das restliche Material der Geschosshülle sein, wodurch sie als Sollbruchstellen wirken. Ferner können die Sollbruchstellen durch eine Wärmebehandlung berührungslos in die Geschosshülle eingebracht werden. Es ist möglich, Sollbruchstellen in der Geschosshülle zu erzeugen, ohne Material von der Geschosshülle abzutragen.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Geschosshülle gegenüber einer feststehenden Wärmequelle bewegt wird. Die Wärmequelle kann während der Bearbeitung der Geschosshülle unbewegt an einer festgelegten Position angeordnet sein. Ferner kann die Geschosshülle mittels einer Aufnahmevorrichtung unter, über oder seitlich der Wärmequelle bewegt werden. Durch die Bewegung der Geschosshülle kann die Anordnung der Sollbruchstellen auf der Geschosshülle vorgegeben werden.
Ferner wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Oberfläche der Geschosshülle nach dem Einbringen der Sollbruchstellen geglättet wird. Durch die Wärmebehandlung können Materialerhöhungen an der Oberfläche der Geschosshülle entstehen, die das Flugverhalten des Sprenggeschosses negativ beeinflussen. Die Materialerhöhungen können durch mechanische Verfahren, wie beispielsweise Drehen, Fräsen, Hobeln, Feilen, Schleifen, Läppen oder Gleitschleifen abgetragen werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren können zum einen die im Zusammenhang mit dem erstgenannten erfindungsgemäßen Verfahren und zum anderen die im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Geschosshüllen genannten vorteilhaften Ausgestaltungen zur Anwendung kommen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile einer erfindungsgemäßen Geschosshülle sowie eines zugehörigen Verfahrens zur Behandlung einer Geschosshülle werden nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Darin zeigen:
1 eine teilweise geschnittene seitliche Ansicht eines Sprenggeschosses,
2 in seitlicher Ansicht eine schematische Darstellung einer Aufnahmevorrichtung für eine Geschosshülle zur Veranschaulichung des Behandlungsverfahrens,
3 in seitlicher Ansicht eine schematische Darstellung einer Geschosshülle zur Veranschaulichung der Anordnung der Sollbruchstellen und
4 in seitlicher Ansicht eine schematische Darstellung einer Geschosshülle.
In 1 ist ein Sprenggeschoss 7 dargestellt, welches zum Verschuss mit einem großkalibrigen (z. B. Kaliber 155 mm) Artilleriegeschütz geeignet ist. Das Sprenggeschoss 7 weist eine zersplitterbare Geschosshülle 1 sowie eine innerhalb der Geschosshülle 1 angeordnete Sprengladung 3 auf. Ferner ist im vorderen Bereich des Sprenggeschosses 7 ein Zünder 9 zur Zündung der Sprengladung 3 vorgesehen.
An der Oberfläche 8 der Geschosshülle 1 ist überdies eine Nut 10 angeordnet, in der ein Führungsband aufgenommen werden kann. Mittels des Führungsbands kann beim Verschuss des Sprenggeschosses 7 aus einem gezogenen Rohr des Geschützes eine Drehbewegung auf das Sprenggeschoss 7 übertragen werden. Ferner wird üblicherweise hinter dem Bereich der Nut 10 eine Treibladung in das Rohr des Geschützes eingebracht, welche zum Verschuss des Sprenggeschosses 7 gezündet wird. Dabei werden große Kräfte auf den Bereich hinter der Nut 10 übertragen. Um die Festigkeit der Geschosshülle 1 in dem Bereich der Nut 10 beim Verschuss des Sprenggeschosses 7 zu gewährleisten, steigt die Wandstärke W der Geschosshülle 1 in dem Bereich der Nut 10 an.
Somit verläuft die Wandstärke W in Richtung der Längsachse L der Geschosshülle 1 ungleichmäßig.
Die Wirkung des Sprenggeschosses 7 beruht auf der Zersplitterung der Geschosshülle 1. Das Sprenggeschoss 7 wird aus dem Rohr des Geschützes in Richtung eines Ziels verschossen. Sobald sich das Sprenggeschoss 7 in der Nähe des Ziels befindet, wird mittels des Zünders 9 die Detonation der Sprengladung 3 herbeigeführt. In Folge des durch Detonation aufgebauten Drucks in der Geschosshülle 1, zersplittert die Geschosshülle 1 in eine Vielzahl Splitter, die, durch die Detonation beschleunigt, auf das Ziel einwirken. Aufgrund der im Wesentlichen kegelmantelförmigen Ausbreitung der Splitter nach der Detonation, eignet sich das Sprenggeschoss 7 insbesondere zur Abwehr angreifender Flugkörper, wie beispielsweise Mörsergranaten oder Raketen.
Bei herkömmlichen, im Stand der Technik bekannten, Sprenggeschossen bilden sich bei der Zersplitterung der Geschosshülle 1 neben wirksamen Splittern, die aufgrund ihrer Masse ausreichend kinetische Energie aufnehmen können, um auf das Ziel einzuwirken, auch solche Splitter, die aufgrund zu geringer oder zu hoher Masse nicht oder nur begrenzt auf das Ziel einwirken können. Um eine Splitterbildung mit einer hohen Anzahl an wirksamen Splittern zu erreichen, sind bei der erfindungsgemäßen Geschosshülle 1, wie nachfolgend dargestellt, über die Geschosshülle 1 verteilte Sollbruchstellen 2 zur Formgebung von Splittern vorgesehen. Dadurch wird eine gleichmäßige Splitterbildung erreicht.
Zur Abwehr von Flugkörpern haben sich Splitter, die eine Masse im Bereich von 5 g bis 9 g aufweisen, als besonders wirksam erwiesen. Bei anderen Zielen kann der genannte Bereich der Masse wirksamer Splitter aber davon abweichende Werte annehmen.
Wie in 3 dargestellt, sind die Sollbruchstellen 2 als Linien in der Geschosshülle 1 ausgebildet, die nach Art eines Rasters über die Geschosshülle 1 verteilt angeordnet sind. Das Raster wird aus Sollbruchstellen 2 gebildet, welche entlang des Umfangs U der Geschosshülle 1 verlaufen und gleichmäßig voneinander beabstandet sind, sowie Sollbruchstellen 2, die parallel zu der Längsachse L der Geschosshülle 1 verlaufen, und ungleichmäßige Abstände voneinander aufweisen.
In Bereichen der Geschosshülle 1, die eine größere Wandstärke W aufweisen, wie beispielsweise im Bereich 11 der Nut 10, sind die Sollbruchstellen 2 weniger weit voneinander beabstandet als in Bereichen, die eine geringere Wandstärke W aufweisen. Ein Bereich 12 mit geringer Wandstärke W befindet sich im vorderen, konischen Teil der Geschosshülle 1. In diesem Bereich 12 sind die Sollbruchstellen 2 entsprechend weit voneinander beabstandet.
Durch die ungleichmäßige Anordnung der Sollbruchstellen 2 wird eine gleichmäßige Splitterbildung bei der Detonation der Sprengladung 3 bewirkt. Die Geschosshülle 1 zersplittert in Splitter ähnlicher Masse. Die Anzahl zu schwerer und zu leichter Splitter wird somit verringert und es wird eine möglichst große Anzahl an wirksamen Splittern erzeugt.
Ferner sind die Sollbruchstellen 2 als Stellen mit verringerter Härte ausgebildet, so dass die Geschosshülle 1 ein Härteraster aufweist. Derartige Sollbruchstellen 2 können durch Materialgefügeänderungen gebildet werden, die durch eine Wärmebehandlung der Geschosshülle 1, beispielsweise durch Elektronenstrahlschweißen oder durch Laserschweißen, erzeugt werden. Bei einer derartigen Wärmebehandlung kann das Materialgefüge der Geschosshülle 1 in einem auf wenige Millimeter begrenzten Bereich verändert werden. An den ausgewählten Stellen wird das Material lokal geschmolzen. Bei der folgenden Abkühlung erstarrt das Material dann in einer Struktur, die eine gegenüber dem ursprünglichen Materialgefüge verringerte Festigkeit aufweist. Die Materialgefügeänderungen können als Martensit und/oder als Bainit, sogenanntes Zwischenstufengefüge, ausgebildet sein. Ein Materialabtrag findet bei der Wärmebehandlung nicht statt.
Sowohl die Sollbruchstellen 2, die in Richtung der Längsachse L verlaufen, als auch die Sollbruchstellen 2, die entlang des Umfangs U verlaufen, sind ferner derart in die Geschosshülle 1 eingebracht, dass sie sich über die gesamte Wandstärke W erstrecken. Die Sollbruchstellen 2 sind somit nicht auf die Oberfläche 8 der Geschosshülle 1 beschränkt, sondern durchdringen die Geschosshülle 1 vollständig. Aufgrund dieser durchgehend ausgebildeten Änderungen des Materialgefüges wird die Wahrscheinlichkeit des Brechens bei der Zersplitterung der Geschosshülle 1 sowohl in Richtung der Längsachse L als auch entlang des Umfangs U an den vorgegeben Sollbruchstellen 2 erhöht.
Nachfolgend soll anhand der Darstellung in der 2 ein Verfahren zur Behandlung einer zersplitterbaren Geschosshülle 1 beschrieben werden:
In der 2 ist eine Geschosshülle 1 dargestellt, die mittels einer Aufnahmevorrichtung 6 und einer Drehvorrichtung 4 in einer im Wesentlichen waagerechten Stellung gehalten wird. Im Bereich oberhalb der Geschosshülle 1 ist eine Wärmequelle 5 feststehend angeordnet. Mit der Wärmequelle 5, beispielsweise einer Elektronenstrahlschweißvorrichtung oder einer Laserschweißvorrichtung, kann die Geschosshülle 1 berührungslos in einem begrenzten Bereich erwärmt werden.
Mittels der unbeweglichen Wärmequelle 5 wird das Material der sich unterhalb der Wärmequelle 5 bewegende Geschosshülle 1 lokal geschmolzen. Der Bereich der Geschosshülle 1, auf den die Wärmequelle einwirken kann, weist eine Breite von 1 mm bis 3 mm auf und erstreckt sich über die gesamte Wandstärke W der Geschosshülle 1. In dem geschmolzenen Bereich der Geschosshülle 2 bilden sich, wie vorstehend beschrieben, Materialgefügeänderungen, die als Sollbruchstellen 2 wirken. Durch die Bewegung der Geschosshülle 1 werden Sollbruchstellen 2 in das Material eingebracht, die die durchgehenden Linien eines Rasters bilden.
Bei der Bearbeitung der Geschosshülle 1 mit der Wärmequelle 5 wird die Geschosshülle 1 gegenüber der feststehenden Wärmequelle 5 bewegt. Zur Fertigung von Sollbruchstellen 2, die sich entlang einer Richtung parallel zu der Längsachse L der Geschosshülle 1 erstrecken, kann die Aufnahmevorrichtung 6 zusammen mit der Geschosshülle 1 in Richtung der Längsachse L gegenüber der Wärmequelle 5 bewegt werden. Die Aufnahmevorrichtung 6 hält die Geschosshülle 1 im Bereich der Nut 10 und führt diese in ihrer Bewegung parallel zur Längsachse L mit.
Die Fertigung von Sollbruchstellen 2, die sich entlang des Umfangs U der Geschosshülle 1 erstrecken, erfolgt durch Drehung der Geschosshülle 1 gegenüber der Wärmequelle 5. An ihrem vorderen Ende ist die Geschosshülle 1 drehbar in einer Drehvorrichtung 4 gelagert, mit der die Geschosshülle 1 unterhalb der Wärmequelle 5 gedreht werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Sollbruchstellen 2 zur Erzielung gleichmäßiger Splitter ungleichmäßig voneinander beabstandet. Eine linienförmige Sollbruchstelle 2 entlang des Umfangs U wird erzeugt, indem die feststehende Wärmequelle 5 punktuell auf die Geschosshülle 1 einwirkt, während diese sich um die Längsachse L um 360° dreht. Vor der Erzeugung einer weiteren, von dieser Sollbruchstelle 2 beabstandeten, linienförmigen Sollbruchstelle 2 entlang des Umfangs, wird die Aufnahmevorrichtung 6 um einen Wert verfahren, der dem Abstand der beiden Sollbruchstellen 2 entspricht. Der Abstand der Sollbruchstellen wird dabei an die Wandstärke W der Geschosshülle 1 angepasst.
Zur Erzeugung von Sollbruchstellen 2, die entlang einer Richtung parallel zur Längsachse L verlaufen, wird die Geschosshülle 1 über ihre gesamte Länge gegenüber der Wärmequelle 5 durch die Aufnahmevorrichtung 6 bewegt. Ein Abstand zwischen den parallel zur Längsachse L verlaufenden Sollbruchstellen 2 kann dadurch erreicht werden, dass die Geschosshülle 1 jeweils nach der Fertigung einer entlang der Längsachse L verlaufenden Sollbruchstelle 2 um einen vorgegebenen Winkel gedreht wird. Auf diese Weise werden entlang des Umfangs U gleichmäßig voneinander beabstandete Sollbruchstellen 2 erzeugt, die entlang der Längsachse L verlaufen. Da die Wandstärke W der Geschosshülle 1 entlang des Umfangs U gleichmäßig ist, sind auch die Abstände der Sollbruchstellen 2 entlang des Umfangs gleichmäßig ausgebildet.
Um die Wahrscheinlichkeit des Brechens der Geschosshülle 1 an den Sollbruchstellen 2 zu erhöhen, werden die in Längsrichtung L und entlang des Umfangs verlaufenden Sollbruchstellen 2 als Materialgefügeänderungen ausgebildet, die sich über die gesamte Wandstärke W der Geschosshülle 1 erstrecken.
In Folge der Wärmebehandlung können sich auf der Oberfläche 8 der Geschosshülle 1 Materialerhöhungen bilden. Diese Materialerhöhungen werden in einem weiteren Verfahrensschritt abgetragen. Die Oberfläche 8 der Geschosshülle 1 wird geglättet, so dass sich eine ebene Oberfläche 8 ergibt, vgl. 4. Zur Glättung der Oberfläche 8 kann ein mechanisches Verfahren, wie beispielsweise Drehen, Fräsen, Hobeln, Feilen, Schleifen, Läppen oder Gleitschleifen, eingesetzt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen zersplitterbaren Geschosshülle 1 für ein Sprenggeschoss 7, mit einer ungleichmäßigen Wandstärke W und mit über die Geschosshülle 1 verteilt angeordneten Sollbruchstellen 2 zur Formgebung von Splittern, sind die Sollbruchstellen 2 zur Erzielung gleichmäßiger Splitter ungleichmäßig voneinander beabstandet. Auf diese Weise kann die Anzahl Splitter, deren Masse in einem gewünschten Bereich liegt, erhöht werden. Gleichzeitig kann die Anzahl zu schwerer und/oder zu leichter Splitter verringert werden. Somit kann eine verbesserte Splitterbildung mit einer vergrößerten Anzahl an wirksamen Splittern ermöglicht werden.
Bezugszeichenliste

1: Geschosshülle
2: Sollbruchstelle
3: Sprengladung
4: Drehvorrichtung
5: Wärmequelle
6: Aufnahmevorrichtung
7: Sprenggeschoss
8: Oberfläche
9: Zünder
10: Nut
11: Bereich
12: Bereich
L: Längsachse
U: Umfang
W: Wandstärke

Claims

Zersplitterbare Geschosshülle für ein Sprenggeschoss (7), mit einer ungleichmäßigen Wandstärke (W) und mit über die Geschosshülle (1) verteilt angeordneten Sollbruchstellen (2) zur Formgebung von Splittern, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) zur Erzielung gleichmäßiger Splitter ungleichmäßig voneinander beabstandet sind und dass die Sollbruchstellen (7) als Materialgefügeänderungen ausgebildet sind, die sich über die gesamte Wandstärke (W) erstrecken.
Geschosshülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) in einem Bereich größerer Wandstärke (W) einen geringere Abstand voneinander aufweisen.
Geschosshülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) nach Art eines Rasters angeordnet sind und/oder als Linien ausgebildet sind.
Geschosshülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) parallel zu einer Längsachse (L) der Geschosshülle (1) und/oder entlang des Umfangs (U) der Geschosshülle (1) verlaufen.
Geschosshülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2), die parallel zu einer Längsachse (L) der Geschosshülle (1) verlaufen, ungleichmäßig voneinander beabstandet sind und dass die Sollbruchstellen (2), die entlang des Umfangs (U) der Geschosshülle (1) verlaufen, gleichmäßig voneinander beabstandet sind.
Geschosshülle einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Splitter eine Masse im Bereich von 5 g bis 9 g aufweisen.
Geschosshülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) als Stellen mit verringerter Härte ausgebildet sind.
Geschosshülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) durch Wärmebehandlung, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen und/oder Laserschweißen, entstanden sind.
Geschosshülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (7) als in Richtung der Längsachse (L) verlaufende Materialgefügeänderungen ausgebildet sind, die sich über die gesamte Wandstärke (W) erstrecken.
Geschosshülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) als entlang des Umfangs (U) der Geschosshülle (1) verlaufende Materialgefügeänderungen ausgebildet sind, die sich über die gesamte Wandstärke (W) erstrecken.
Verfahren zur Behandlung einer zersplitterbaren Geschosshülle (1) für ein Sprenggeschoss (7), mit einer ungleichmäßigen Wandstärke (W) und mit über die Geschosshülle (1) verteilt angeordneten Sollbruchstellen (2) zur Formgebung von Splittern, dadurch gekennzeichnet dass die Sollbruchstellen (2) zur Erzielung gleichmäßiger Splitter ungleichmäßig voneinander beabstandet werden und dass die Sollbruchstellen (2) als Materialgefügeänderungen ausgebildet werden, die sich über die gesamte Wandstärke (W) erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) als in Richtung der Längsachse (L) und/oder als entlang des Umfangs (U) verlaufende Materialgefügeänderungen ausgebildet werden, die sich über die gesamte Wandstärke (W) erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (2) durch Wärmebehandlung, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen und/oder Laserschweißen, eingebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschosshülle (1) gegenüber einer feststehenden Wärmequelle (5) bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (8) der Geschosshülle (1) nach dem Einbringen der Sollbruchstellen (2) geglättet wird.