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Die Erfindung beschäftigt sich mit einer konstruktiven Gestaltung von mehrteiliger Munition, wie z.B. Artilleriemunition. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Geschoss, mit einer Geschosshülle und einer auf die Geschosshülle aufgsetzbaren Ogive, wobei die Ogive und die Geschosshülle kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Munition, insbesondere eine Artilleriemunition, umfassend ein solches Geschoss.
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Artilleriemuniton wird üblicherweise aus mobilen Waffensystemen verschossen. Diese Waffensysteme sind in unterschiedlichen Kalibern dimensioniert und können aufgrund ihres Gewichts nur noch mit Hilfe von Fahrzeugen bewegt werden.
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Eine Artilleriemunition besteht im Wesentlichen aus einem Gefechtskopf und einem Zünder. Der Gefechtskopf kann variabel ausgelegt sein, um unterschiedliche Aufgaben erfüllen zu können. Ein derartiger Gefechtskopf kann ein Sprenggefechtskopf, Leuchtgefechtskopf oder ein Nebelgefechtskopf sein, um als Spreng-, Leucht- oder Nebelmunition zu fungieren. Artilleriemunition wird durch eine mehrstufig einstellbare Treibladung angetrieben. Dazu sind unterschiedliche Formen der Treibladung bekannt, die variabel auf die jeweilige geforderte Flugbahn/Flugweite einstellbar sind. Der Gefechtskopf kann einteilig wie auch mehrteilig ausgeführt sein.
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Für reichweitengesteigerte Cargo-Geschosse mit einer geforderten hohen Nutzlast, wie beispielsweise Nebel- oder Leuchtkörper, werden Geschosshüllen mit schlanken Geschosskonturen im Ogivenbereich und großem Innenvolumen verwendet. Das bedingt eine geringe Wandstärke der Geschosshülle. Diese Geschosshüllen sind in der Regel mehrteilig aufgebaut, um aufwändige Schmiedeprozesse zu vermeiden und um die Innenbearbeitung der Geschosskontur zu vereinfachen. Aus der
WO 2018/166866 A1 ist ein optimierbares Artilleriegeschosssystem bekannt, das nutzlastoptimiert oder reichweitenoptimiert werden kann. Hierbei wird ein Munitionsbaukasten vorgeschlagen, welcher eine einheitliche Geschosshülle aufweist, in die gleiche als auch unterschiedliche Nutzlasten in Länge und Art eingebracht sein können. Die Geschosshülle kann mehrteilig sein.
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Besondere Aufmerksamkeit gilt der Verbindung der Ogive, die frontseitig am mittleren Geschossteil angesetzt ist.
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Die
DE 10 2009 022 495 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines großkalibrigen Sprenggeschosses sowie ein Sprenggeschoss, hergestellt nach diesem Verfahren. Ein vorderer Geschosshüllenabschnitt und ein heckseitiger Geschosshüllenabschnitt sind im Bereich des ogivalen Vorderteils über eine Schraubverbindung miteinander verbindbar.
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Ein Geschoss, das in der
DE 10 2016 008 391 B4 offenbart wird, weist Verbindungsbereiche auf, in denen zwei Abschnitte des Geschosses, ein vorderer Abschnitt und ein hinterer Abschnitt, miteinander verbunden werden. Die Verbindungsbereiche sind zumindest teilweise oder vollständig aufgeschraubt bzw. verschraubt.
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Bedingt durch die schlanke Ogivenkontur und der Forderung nach hoher Nutzlast steht nur ein geringer Bauraum für die Verbindung der Geschosshüllenkomponenten zur Verfügung. Diese Verbindung wird üblicherweise mit einem Gewinde realisiert, insbesondere mit einem Feingewinde.
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Die
DE 10 2007 016 488 B3 beschäftigt sich mit einem Mundloch-Kopfring, der mit einem geschlossenen ersten Innengewindeabschnitt und mit einem zünderseitigen zweiten Innengewindeabschnitt ausgebildet ist. Der zweite Innengewindeabschnitt besitzt einen kleineren Gewindedurchmesser als der erste Gewindeabschnitt. Der Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Innengewindeabschnitt ist ohne Hinterschneidung und ist als konische Verjüngung ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine Verstärkung des Mundloch-Kopfringes. Ein in den Mundloch-Kopfring eingeschraubtes Zündergehäuseunterteil ist mit einem Formschlusselement ausgebildet, das als um das Zündergehäuseunterteil umlaufender Bund ausgebildet ist. Die Ringstirnfläche des Bundes des Formschlusselements ist mit zueinander konzentrischen, ringförmig umlaufenden Erhebungen ausgebildet, die jeweils ein Spitzenprofil besitzen. Dieses Formschlusselement dient dazu, beim Auftreffen auf ein Ziel ein unerwünschtes Aufweiten des Mundlochs und somit ein Hineinschieben des Zündergehäuseunterteils in das Artilleriegeschoss zu verhindern.
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Die
US 2016/0209191 A1 beschreibt eine Munition mit einer Vielzahl von Nutzlasten, einschließlich Sprengstoff, Beleuchtung, Rauch, UAV etc. Die Trägermunition besteht aus einem Heck, einem Hauptkörper, einen Hohlraum zur Aufnahme einer Nutzlast, einem Zünder, wobei zwischen dem Hauptkörper und dem Zünder eine Ogive angeordnet ist. Das Heck und der Hauptkörper umfassen kooperativ im Eingriff stehende Außen- und Innengewindeabschnitte, wobei mindestens eines der Gewinde ein scherbares Gewinde ist. Durch das scherbare Gewinde kann die Nutzlast vom Hauptkörper reversibel belastet werden. Um eine Bewegung der Nutzlast innerhalb des Hohlraums entlang der länglichen Achse der Munition zu verhindern, kann ein Sicherungsring zwischen dem Hauptkörper und der Ogive angeordnet sein. Der Sicherungsring und der Hauptkörper umfassen zusammenwirkende Eingriffsgewindeabschnitte, wodurch zudem Toleranzen bei der Herstellung der Nutzlast ausgeglichen werden können. Die Ogive ist abnehmbar und am Sicherungsring befestigt.
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Die
DE 27 38 031 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Ausstoßen und zur Trennung von Körpern aus bzw. von einem Geschoss. Das Geschoss enthält aktive Körper und eine Schubplatte für die aktiven Körper. Mit dem hinteren Teil des Gehäuses des Geschosses ist ein Boden mit einer exzentrischen Vertiefung durch eine brechbare Schraubverbindung oder eine Schiebesitzverbindung verbunden. Ein Kolben ist zwischen der Pulverladung und der Schubplatte in Berührung mit der Schubplatte angeordnet. Der Kolben ist nur eine kurze Strecke verschiebbar. Die Verschiebung ist wird durch einen Ringflansch am Geschoss begrenzt.
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Die
US 5 233 127 A beschäftigt sich mit einem Trägergeschoss für Nutzlasten. Die Nutzlast kann eine Beleuchtungsladung oder mehreren Submunitionen bestehen. Der Kopf des Geschosses hat am vorderen Ende ein Gewinde, das einen Zünder aufnimmt, und an seinem hinteren Ende eine Verlängerung. Die Verlängerung umfasst ein Gewinde, durch das der Kopf und das Gehäuse verbindbar sind. Der Kopf weist zudem ein Innengewinde auf, das einen Ring aufnimmt. Der Ring ist so angeordnet, dass er sich vollständig innerhalb eine Hohlraums befindet. Die Gesamthöhe der Nutzlast ist so gewählt, dass zwischen der Oberseite eines Kolbens und dem Gewindering in axiales Spiel besteht. Dieses Spiel wird nach dem Zusammenbau mittels Gewindering beseitigt. Kerben an der Innenfläche des Rings ermöglichen mittels eines Spezialwerkzeugs das Eindrehen des Rings in das Innengewinde.
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Aus der
DE 196 51 170 A1 ist ein zünderloses ballistisches Sprenggeschoss bekannt. Eine Geschosshaube ist über eine im Durchmesser abgesetzte Hülse verlängert. Zwischen der Hülse und einem Geschosskörper besteht eine Gewindeverbindung. In der Hülse ist ein Körper über eine Gewindeverbindung gelagert.
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Die
DE 20 01 754 A offenbart eine Sprenggranate. Damit eine äußere Hülse an der Übertragung der axialen Kräfte mitwirken kann, ist diese zwischen einem Absatz auf einem Teil und einem Absatz auf einem Ring eingespannt. Der Ring ist mit einem Innengewinde versehen, das mit einem Außengewinde des ringförmigen Teils zusammenarbeitet. Der Teil ist mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Vorderteils versehen.
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Durch Forderungen nach nutzlastoptimierten Geschossen mit hoher Reichweite wird während der Produktion ein hoher Aufwand bezüglich der Festigkeit an das Rohmaterial gestellt. Das Anzugsdrehmoment der zu fügenden Bauteile, d.h. der Ogive zur Geschosshülle ist ein weiterer Anspruch an die Herstellung. Verklebungen der Bauteile zur Vermeidung von durchrutschenden Bauteilen während der Drallbeschleunigung sind notwendig. Die Flugbahn von Artilleriegeschossen wird üblicherweise drallstabilisiert. Ein hohes Drehmoment muss gegenläufig zum Drall aufgebracht werden. Da der Drall von z.B. Artilleriemunition in der Regel rechtsläufig ausgelegt ist, sind die vor einem Führungsband des Geschosses montierten Anbauteile, hier die Ogive, mit einem Rechtsgewinde zu versehen und werden mit einem hohen Drehmoment montiert, um eine Verspannung zu erreichen. Dieses hohe Drehmoment muss über Vorrichtungen erzeugt werden. Die Montagevorrichtungen müssen daher sehr robust zur Erbringung des Drehmoments ausgelegt sein. Das aufzubringende Drehmoment ist dabei abhängig von den Trägheitsmomenten der Bauteile und der maximalen Drallbeschleunigung. Da das Drehmoment während der Drallbeschleunigung sehr oft höher liegt, als das in der Realität aufzubringende Drehmoment während der Montage, müssen die Gewindeverbindungen sehr präzise gefertigt sein und weitere Maßnahmen zur weiteren Drallübertragung getroffen werden.
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Bisherige Lösungen sahen für diese Problematiken u.a. höchstfeste Stähle vor, um die hohen Drehmomente bei gleichzeitig fragilen Geschosshüllenquerschnitten aufbringen zu können. Das Stahl-Rohmaterial muss hohe Anforderungen bezüglich Zugfestigkeit, Kerbschlagfestigkeit und Reinheit erfüllen. Das ist zwar durch das Einschränken der Legierungsbestandteile von erwünschten und unerwünschten Elementen erreichbar, aber selber sehr aufwändig.
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Die Klebestellen müssen zudem sauber sein und sind zu diesem Zweck zu säubern, was weiterhin einen hohen Reinigungsaufwand mit sich bringt. Die Verklebung muss zudem homogen sein, insbesondere bei einem Zweikomponenten-Epoxid-Kleber. Die Schnittstelle der Bauteile, d.h. deren Stirnseiten, müssen durch geeignete Maßnahmen im Reibwert erhöht werden, sodass ein Lösen der Gewindeverbindung zusätzlich gehemmt werden kann, selbst wenn die Reibbeschichtungen bei der Montage durch die Relativbewegungen zueinander teilweise wieder abgetragen bzw. geglättet werden. Reibmomenterhöhende Maßnahmen an den Stirnflächen der zu verbindenden Bauteile waren daher vorzunehmen. Diese Anforderung wurde beispielsweise durch Sandstrahlen oder Reibbeschichtungen umgesetzt. Ein weiterer Nachteil entstand durch die notwendigen, sehr kleinen Fertigungstoleranzen der Gewinde. Abhängig vom Geschosstyp und der Abschussbelastung können zusätzlich formschlüssige Verstiftungen oder Verzahnungen notwendig sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu beheben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung zwischen Geschosshülle und Ogive zu schaffen, die es zudem erlaubt, den technologischen Aufwand zur Herstellung einer Verbindung zwischen Ogive und Geschosshülle zu reduzieren.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 ein Geschoss betreffend. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.
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Erfindungsgemäß wird ein Geschoss mit einer Geschosshülle und einer auf die Geschosshülle aufsetzbaren Ogive bereitgestellt.
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Ferner wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Montage des Geschosses bereitgestellt.
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Ferner wird erfindungsgemäß eine Munition bereitgestellt, die ein solches Geschoss oder ein Geschoss gemäß nachfolgend beschriebener Weiterbildung umfasst.
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Das Geschoss kann ein Leucht-, Nebel-, Rauch-, Knall-, Blitz-, Signal-, Übungs- oder Sprenggeschoss sein.
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Die Munition kann eine Artilleriemunition sein.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Art Gewinde-Durchgangs-Verschraubung (ähnlich einer Durchgangsverschraubung) zwischen der Ogive und dem (mittleren, hinteren) Geschossteil oder anderen Geschosshüllenkomponenten einzubinden und über diese Verschraubung beide Bauteile (Ogive, Geschossteil) miteinander zu verbinden.
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Diese Verbindung zwischen der Ogive und dem mittleren Geschossteil oder anderen Geschosshüllenkomponenten weist in der bevorzugten Ausführung einen von der Ogive ausgehenden langen zylindrischen, innenliegenden Ansatz auf. Dieser Ansatz ragt nach der Montage weit in die Geschosshülle hinein. Ein damit einhergehender Vorteil liegt in der Zentrierungsmöglichkeit der Ogive zur Geschosshülle. Der Ansatz der Ogive stützt sich bevorzugt in der Geschosshülle ab.
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Der zylindrische Ansatz besitzt in einem definierten Bereich ein Gewinde, welches es erlaubt, die Ogive von innen bzw. hinten mit einem Gewindering gegen die Geschosshülle zu verschrauben. Dadurch kann erreicht werden, dass Kerbwirkungen nur in einem kurzen Bereich des Gewindes auftreten. Der Querschnitt des zylindrischen Bereichs kann hierdurch reduziert werden. Bei dem Gewinde handelt es sich vorzugsweise um ein Feingewinde. Die Verschraubung erzeugt über ein möglichst feines Gewinde eine große Druckspannung auf den Stirnseiten der zu fügenden Bauteile. Alternativ kann auch ein mehrgängiges Gewindeprofil verwendet werden, welches in der parallelen Anmeldung der Anmelderin mit dem Titel „Geschoss und Munition“ näher beschreiben wird, auf die hiermit voller Bezug genommen wird.
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Als Schraubring kann auch ein Schraubring mit einem Linksgewinde, gegebenenfalls mit einer Gleitscheibe oder Kugellager zwischen dem Schraubring und der Anlegefläche der Geschosshülle, verwendet werden. Beim Abschuss zieht sich das Gewinde aufgrund der Massenträgheit des Schraubrings fester.
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Die Gewinde-Durchgangs-Verschraubung umfasst somit wenigstens einen bevorzugt zylindrischen Ansatz mit einem bereichsweise eingebrachten, z.B. gedrehten, gefrästen, geräumten oder geschnittenen Gewinde und einen Schraubring.
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Durch die nicht mehr auftretende Verdrehung der Ogive zur Geschosshülle während der Montage ist es möglich, die stirnseitigen Berührungsflächen zwischen der Ogive und Geschosshülle mit diversen formschlüssigen Elementen auszustatten. Als formschlüssiges Element ist ein Friktionsring (engl. friction ring) mit scharfkantiger Verzahnung an den Stirnseiten zur Ogive und der Geschosshülle denkbar. Alternativ kann auch ein Friktionsring mit handelsüblichen Reibbeschichtungen etc. vorgesehen werden. Auch eine stirnseitige Profilierung der Ogive und der Geschosshülle ist nicht ausgeschlossen. Hierbei kann auf einen Friktionsring verzichtet werden.
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Diese Friktionsringe bzw. formschlüssigen Elemente verhindern bei einer ausreichenden Kraftbeaufschlagung ein Verdrehen der Bauteile (Ogive, Geschosshülle) zueinander. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass erhöhte Drallbeschleunigungen auch bei zukünftigen Waffensystemen zuverlässig aufgenommen werden können. Das Geschoss bleibt bei erhöhten Treibladungen auch in Zukunft abschussfest.
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Durch Umleitung des Kraftflusses in den zylindrischen Ansatz der Ogive kann nunmehr eine Reduzierung der Bauteil-Vorspannung erreicht werden. Spannungsabhängige Verformungen sind durch stirnseitige Ringe mit formschlüssigen Wirkmechanismen verhinderbar. Auch ein Gewindeversagen lässt sich aufgrund der exakt definierbaren Schnittstellen-Abmaße verhindern. Ein Überdrehen von Gewindeflanken kann vermieden werden. Eine Überlastung der Schnittstelle zwischen der Ogive und der Geschosshülle und ein daraus resultierendes Verdrehen der Bauteile zueinander beansprucht das Gewinde nicht durch Torsionsspannungen. Es erfolgt eine Belastung auf Zug.
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Als Sicherung der Gewindeverbindung kann eine (einfache) Schraubensicherung verwendet werden, z.B. Loctite 243.
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Auf einen qualitativen Materialeinsatz in Punkto Reinheit und Legierungsbestandteile kann weitgehend verzichtet werden. Die Verwendung handelsüblicher Stähle ist möglich. Die Aufwände für die Reinigung und Verklebung können reduziert werden. Der logistische Aufwand kann dabei minimiert werden. Insgesamt wird der Materialeinsatz reduziert. Der Arbeitsaufwand wird gesenkt bei einfacher Montage.
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Vorgeschlagen wird ein Geschoss mit einem Geschossteil und einer auf das Geschossteil aufsetzbaren Ogive. Die Ogive ist mittels einer Gewinde-Durchgangs-Verschraubung mit dem Geschossteil verbindbar. Die Ogive weist einen zylindrischen Ansatz auf, welcher in einem definierbaren Bereich ein Gewinde umfasst. Das Gewinde kann als Feingewinde oder als mehrgängiges Gewindeprofil ausgeführt sein. Ein Schraubring ist auf den zylindrischen Ansatz aufschraubbar. Zwischen der Ogive und dem Geschossteil ist ein formschlüssiges Element einbindbar. In einer Ausführung erfolgt die Einbindung derart, dass sich das formschlüssige Element zwischen einer Stirnseite der Ogive und einer Stirnseite des Geschossteils befinden kann. Als formschlüssiges Element kann auch ein Ring, insbesondere ein Friktionsring vorgesehen werden. Die beiden Stirnseiten können das formschlüssige Element oder ein Profil auf ihren stirnseitigen Oberflächen, zumindest aber auf einer der beiden Oberflächen, umfassen.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
- 1 eine skizzenartige Darstellung einer vollständigen erfindungsgemäßen Geschosshülle,
- 2 eine skizzenartige Schnittdarstellung im Schnitt B-B aus 1,
- 3 eine vergrößerte, skizzenartige Darstellung X aus 2.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Geschosses 10 einer nicht näher dargestellten Munition 100, insbesondere einer Artilleriemunition. Das Geschoss 10 kann ein Leucht-, Nebel-, Rauch-, Knall-, Blitz-, Signal-, Übungs- oder Sprenggeschoss sein. Das Geschoss 10 weist eine Ogive 1 sowie ein mittleres bzw. hinteres Geschossteil 4, z.B. eine Geschosshülle, auf. Mit 2 ist ein formschlüssiges Element gekennzeichnet.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung im Schnitt B-B aus 1 in einer vergrößerten Ansicht.
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Die Ogive 1 ist in Form bzw. in einer Art Gewinde-Durchgangs-Verschraubung im Geschossteil bzw. in der Geschosshülle 4 eingebunden.
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Die Ogive 1 weist dazu bevorzugt einen langen zylindrischen Ansatz 5 auf. Eine durch den Ansatz 5 sich bildende Stirnseite 11 der Ogive 1 stützt sich an einer Stirnseite 12 der Geschosshülle bzw. des Geschossteils 4 ab. Der zylindrische, bevorzugt innenliegende Ansatz 5 ragt nach bzw. bei der Montage weit in das Geschossteil 4 hinein.
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Der zylindrische Ansatz 5 kann in einem vorzugsweise definierten Bereich 6 ein Gewinde 7, bevorzugt Feingewinde, besitzen. Die Ogive 1 ist von innen bzw. hinten 8 mittels eines Gewinde- oder Schraubring 3 gegen das Geschossteil 4 verschraubbar. Dazu kann der Gewindering 3 auf den zylindrischen Ansatz 5 mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Schraubwerkzeugs aufgeschraubt werden. Die Ogive 1 wird beim Drehen des Gewinderings 3 mit ihrer Stirnseite 11 gegen die Stirnseite 12 des Geschossteils 4 gezogen und gegen diese gedrückt. Die Ogive 1 wird durch diese Gewinde-Durchgangs-Verschraubung in ihre Position im Geschoss 10 fest gehalten, selbst aber nicht verdreht.
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Die stirnseitigen Berührungsflächen 11, 12 zwischen der Ogive 1 und dem Geschossteil 4 können mit diversen formschlüssigen Elementen 2 ausgestattet sein. Als formschlüssiges Element 2 kann in einer einfachen Ausführung ein Ring 9 vorgesehen werden. Dieser Ring 9 kann ein Friktionsring sein. Der Friktionsring 9 kann mit einer scharfkantigen Verzahnung ausgestattet sein, die an die Stirnseiten 11, 12 zur Ogive 1 und dem Geschossteil 4 angreifen. Alternativ kann auch ein Friktionsring mit handelsüblichen Reibbeschichtungen etc. vorgesehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ogive
- 2
- formschlüssiges Element
- 3
- Schraubring, Gewindering
- 4
- Geschosshülle, mittleres bzw. hinteres Geschossteil
- 5
- Absatz (bevorzugt zylindrisch), Ogive
- 6
- Bereich
- 7
- Gewinde
- 8
- Hinten
- 9
- Ring, Friktionsring
- 10
- Geschoss
- 11
- Stirnseite Ogive
- 12
- Stirnseite Geschosshülle
- 100
- Munition, Artilleriemunition
