DE102013006629A1

DE102013006629A1 - obturator

Info

Publication number: DE102013006629A1
Application number: DE102013006629.8A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Albert
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesamt fuer Ausruestung Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2014-10-23

Abstract

Es wird ein Obturatorring vorgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Obturatorring geteilt ist, zwei Enden aufweist und die Enden form- oder kraftschlüssig verbindbar sind.An obturator ring is presented, characterized in that the obturator ring is divided, has two ends and the ends can be connected in a form-fitting or force-fitting manner.

Description

Die Erfindung betrifft einen Obturatorring (Dichtring) eines Artilleriegeschosses.The invention relates to an obturator ring (sealing ring) of an artillery projectile.

Artilleriegeschosse, die mit hohen Ladungen aus gezogenen Rohren verschossen werden, haben hinter dem Führungsband noch einen zusätzlichen Dichtring (Obturatorring) aus thermoplastischem Material (z. B. Polyamid). Dieser weitet sich durch den Druck der Pulvergase elastisch auf, dichtet damit den Spalt zwischen Geschoss und Rohrinnenwand ab und verhindert damit Gasschlupf, der zur Verminderung der Anfangsgeschwindigkeit und zu erhöhter Rohrerosion führt. In der Bundeswehr sind nur einteilige, ungeteilte Obturatorringe eingeführt. Damit diese in die radiale Nut hinter dem Führungsband eingeführt werden können, müssen sie elastisch so gedehnt werden, dass ihr Innendurchmesser, der dem Durchmesser der Nut entspricht, >= dem Außendurchmesser des Geschosses ist. Um diese Dehnung zerstörungsfrei zu ermöglichen, werden die Ringe in einem Wasserbad mehrere Stunden bei hohen Temperaturen konditioniert. Im Laufe der Nutzung hat es sich gezeigt, dass die Obturatorringe durch diese Konditionierung verspröden und bereits beim Ansetzen des Geschosses beschädigt werden bzw. zerbröseln. Die entstehenden, freien Bruchreste führen zu Rohrrückfallern, die die Sicherheit von Bedienmannschaft und Waffe gefährden. Werden Geschosse mit beschädigten Obturatorringen trotzdem verschossen, ändern sich die aerodynamischen Kenndaten des Geschosses, was zu Kurzschüssen und sogar zu Rechtsablagen führt.Artillery projectiles, which are fired with high loads from drawn pipes, have an additional sealing ring (obturator ring) made of thermoplastic material (eg polyamide) behind the guide band. This expands elastically on account of the pressure of the powder gases, thus sealing the gap between the projectile and the inner wall of the pipe, thus preventing gas slippage which leads to a reduction in the initial velocity and to increased pipe erosion. In the Bundeswehr only one-piece, undivided obturator rings are introduced. In order for these to be inserted into the radial groove behind the guide band, they must be elastically stretched so that their inner diameter, which corresponds to the diameter of the groove, is> = the outer diameter of the projectile. In order to allow this expansion non-destructive, the rings are conditioned in a water bath for several hours at high temperatures. During use, it has been shown that the obturator rings become brittle due to this conditioning and are already damaged or crumble when the bullet is applied. The resulting, free fragments of fracture lead to tube recoilers, which endanger the safety of operator and weapon. If missiles with damaged obturator rings are fired anyway, the aerodynamic characteristics of the projectile change, which leads to short shots and even legal raids.

Um die Konditionierung der Obturatorringe überflüssig zu machen, einen Austausch nach langer Lagerungsdauer problemlos zu ermöglichen und um eine komplette Ablösung des Obturatorrings nach dem Rohrdurchgang zu ermöglichen, ist aus der US-Patentschrift US 6 419 235 B1 eine Lösung mit einem zwei- bzw. mehrteiligen Obturatorring beschrieben. Hier werden die Ringsegmente, die länger wie der halbe Umfang der Ringnut des Geschosses sind, radial in die eingedrehte Nut gesteckt und halten formschlüssig nur durch ihre Elastizität. Nach dem Rohrdurchgang werden diese durch Gas-, Luft- und Fliehkraft abgeschleudert.In order to make the conditioning of Obturatorringe superfluous, to allow easy replacement after a long storage time and to allow a complete replacement of Obturatorrings after the tube passage is known from US Patent US Pat. No. 6,419,235 B1 a solution with a two- or multi-part Obturatorring described. Here, the ring segments, which are longer than half the circumference of the annular groove of the projectile, inserted radially into the screwed groove and hold form-fitting only by their elasticity. After the passage through the pipe, they are thrown off by gas, air and centrifugal force.

Nachteile der bekannten Lösungen sind einerseits die vorzeitige Alterung des Obturatorrings aufgrund der thermischen Behandlung. Anderseits sitzen die zwei- bzw. mehrteiligen Ringe nur relativ lose in der Nut, so dass sie bereits beim Transport, der Lagerung im Geschütz, beim Handling und beim Ansetzen abfallen können. Auch können bei einer nicht völlig synchronen Ablösung der Segmente nach dem Rohrdurchgang unerwünschte aerodynamische Effekte auftreten.Disadvantages of the known solutions are on the one hand the premature aging of the obturator due to the thermal treatment. On the other hand, the two- or multi-part rings sit relatively loosely in the groove, so that they can fall off during transport, storage in the gun, during handling and when preparing. Also, in a not completely synchronous detachment of the segments after the pipe passage undesirable aerodynamic effects occur.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Obturatorring zu schaffen, der ohne thermische Behandlung auf das Geschoss montierbar und demontierbar ist und während des Fluges keinen Einfluss auf die Außenballistik des Geschosses hat.Object of the present invention is therefore to provide an obturator, which is mountable and disassembled without heat treatment on the projectile and during flight has no effect on the external ballistics of the projectile.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschreiben.This object is solved by the characterizing features of the main claim. Further advantageous embodiments are described in the subclaims.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass der Obturatorring einteilig ausgebildet ist und durch Teilung im Querschnitt einen Stoß aufweist, an dem zwei Enden des Ringes stirnseitig aneinanderstoßen. Bei der Montage kann er ohne Sonderwerkzeug und ohne besondere Vorbehandlung radial aufgeweitet werden und in die Nut des Geschosses eingelegt werden. Der Ring wird dann soweit zusammengedrückt, bis form- oder reibschlüssige Elemente einschnappen und ihn in seiner Lage festlegen. Nach dem Rohrdurchgang verbleibt der Ring auf dem Geschoss.The advantage of the invention is, in particular, that the obturator is integrally formed and has a joint by division in cross-section, abutting the two ends of the ring frontally. During assembly, it can be radially expanded without special tools and without special pretreatment and inserted into the groove of the projectile. The ring is then compressed until snaps form-locking or frictional elements and set it in position. After the passage of the tube, the ring remains on the projectile.

Der Obturatorring kann wie bisher aus thermoplastischen Kunststoffen gefertigt werden. Eine Ausführung in anderen, weniger duktilen Werkstoffen (z. B. Tombak, Weicheisen, anderen Kunststoffen) ist ebenfalls prinzipiell möglich. Der Stoß ist so ausgebildet, dass sich nach dem Zusammendrücken der Enden des Ringes eine reib- oder formschlüssige Verbindung ergibt.The Obturatorring can be made as previously made of thermoplastic materials. An execution in other, less ductile materials (eg Tombak, soft iron, other plastics) is also possible in principle. The shock is designed so that after the compression of the ends of the ring results in a frictional or positive connection.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 2 beschrieben. Sofern ein Ende der Obturatorrings als konische Bohrung und das andere Ende des Obturatorrings als konischer, mit der Bohrung korrespondierender Bolzen, ausgelegt ist, dessen Steigung selbsthemmend (tan Keilwinkel < Reibbeiwert) ist, ist eine kraftschlüssige, sich selbst zentrierende Verbindung der beiden Enden geschaffen.An advantageous embodiment of the invention is described in claim 2. If one end of the obturator ring is designed as a conical bore and the other end of the obturator ring as a conical bolt corresponding to the bore, whose pitch is self-locking (tan wedge angle <coefficient of friction), a frictional, self-centering connection of the two ends is created.

Eine weitere Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 3 beschrieben. Die beiden Enden sind als miteinander korrespondierende Schwalbenschwanzverbindung ausgelegt. Es entsteht eine trennbare, formschlüssige Verbindung. Die Trennung der beiden Enden wird durch die innere Spannung des elastischen Obturatorrings verhindert.A further advantageous embodiment of the invention is described in claim 3. The two ends are designed as a corresponding dovetail joint. The result is a separable, positive connection. The separation of the two ends is prevented by the internal tension of the elastic obturator ring.

Es zeigt 1 einen erfindungsgemäßen Obturatorring 1 in der Draufsicht. 2 zeigt die Darstellung des Schnittes A-A ausgebildet als reibschlüssige, konische Bolzen-Bohrung Verbindung. 3 zeigt die Darstellung des Schnittes A-A ausgebildet als formschlüssige Schwalbenschwanzverbindung.It shows 1 an obturator ring according to the invention 1 in the plan view. 2 shows the representation of the section AA designed as a frictional, conical pin-hole connection. 3 shows the representation of the section AA formed as a positive dovetail connection.

Es zeigt 1 einen einteiligen Obturatorring 1. Der einteilige Obturatorring 1 ist im Querschnitt geteilt, wodurch ein Stoß 2 entsteht. An dem Stoß 2 liegen sich zwei Enden 3 des einteiligen Obturatorrings 1 stirnseitig gegenüber. Rechtwinklig durch den Stoß ist ein Schnitt A-A eingezeichnet.It shows 1 a one-piece obturator ring 1 , The one-piece obturator ring 1 is in cross section divided, creating a shock 2 arises. At the push 2 lie two ends 3 of the one-piece obturator ring 1 frontally opposite. Perpendicular to the shock is a section AA marked.

Es zeigt 2 einen einteiligen Obturatorring 1 als Schnitt an der Stelle des Stoßes 2. Die beiden Enden 3 sind konstruiert als konische Bohrung 4 und mit der konischen Bohrung 4 korrespondierender konischer Bolzen 5. Die Steigung der Konen erfüllt dabei die Forderung auf Selbsthemmung. Bekannterweise tritt Selbsthemmung auf, sobald der Tangens des Steigungswinkels kleiner dem Reibbeiwert der Materialpaarung ist.It shows 2 a one-piece obturator ring 1 as a cut at the point of impact 2 , The two ends 3 are constructed as a conical bore 4 and with the conical bore 4 corresponding conical bolt 5 , The slope of the cones fulfills the requirement for self-locking. As is known, self-locking occurs as soon as the tangent of the pitch angle is smaller than the friction coefficient of the material pairing.

Es zeigt 2 einen einteiligen Obturatorring 1 als Schnitt an der Stelle des Stoßes 2. Die beiden Enden 3 sind konstruiert als Schwalbenschwanzverbindung 6. Die Schwalbenschwanzverbindung 6 schafft eine formschlüssige Verbindung der Enden 3. Ein auseinandergleiten der Schwalbenschwanzverbindung 6 wird durch die Eigenspannung des Obturatorrings 1 verhindert.It shows 2 a one-piece obturator ring 1 as a cut at the point of impact 2 , The two ends 3 are constructed as a dovetail joint 6 , The swallowtail joint 6 creates a positive connection of the ends 3 , A divergence of the dovetail joint 6 is due to the residual stress of the obturator ring 1 prevented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 6419235 B1 [0003]

Claims

Obturatorring, characterized in that the obturator is divided , having two ends and the ends are positively or non-positively connectable.

Obturatorring according to claim 1, characterized in that the ends have conical formations which engage in a non-positive fit.

Obturatorring according to claim 1, characterized in that the ends have a dovetail connection which engages positively into one another.