DE2223477A1 - Geschoss mit sich aufloesender haube, projektil und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

Drying. E. B0HK5NFGILD - Dlpl.-lrjf. H. HORKgNFElD, Γα1βηΙ©ηνδΙΙβ, KAIn

»rEbw^.««κ 12. Mai 1972 my. Hem·d.Am». 1. Paul J. Kopoch

2. Dnniol Turcwo, jr.

3. Donald P. Ward

Qenchonn nit sich auflöesondor Hmxbc? Projektil und Verfahren zu daepen Herateilung

Moderne Panzerwagen und Schiff ο weisen ein« Amieruns auf, die das Eindringen von aun grormtoMibrigen Kanonen abgefeuerten Hartnotallgeochonccn verhindern. Die für diene Kfinonen vorgesehene Munition wird nun so gcatnltet, dass sie auch diene verbesserte Armierung durchdringt. Die Rflotungrateichniker versuchen nun ständig sowohl di© Armirwun?, tfie auch die genschaftcn dor Qcochona« r,u vrsrbonnorn.

Kürzlich hat man Bontretoun^Tn nuf metallische Gcnchotsfse mit hoher Dichte gerichtet, die mit cohr hohen AnfanfSßßorschwlndigksiten abgefeuert werden und damit eine hohe Durchechlagokraft erreichen.

Zum Erzielen dieser hohen Anfangsgeschwindigkeit hat man sich auflösende Hauben (Treibspiegel) verwendet, die einem unterkalibrigen Hartmetallgeochosa eine Beschleunigung und Geschwindigkeit erteilen, die das übliche Maß übersteigt. Dan durch die explodierende Ladung und die expandierenden Gase entstehende Antriebsmoment wird auf das massive Geschoss übertragen und die Haube (Treibspiegel) löst sich auf, kurz nachdem das Geschoss den Lauf verlassen hat. Die Haube (Treibspiegel) besteht aus einem Material mit niedrigem Gewicht und erfordert nur wenig Antriebskraft, um aus dem Lauf herausgetrieben zu werden. Der grösste Anteil der sich aus der explodierenden Ladung ergebenden Antriebskraft beschleunigt daher das schwere Geschoss. Umso leichter das Projektil ist, umso höher ist die Mündungsgeschwindigkeit und dies ist der Grund für das niedrige Gewicht der Haube (des Treibupiegels).

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Die wünochenfliwerten Eicrtwchaften bentiirater Kunststoffe machen sie geeignet r.ur Verrcnfluns aln Awr-cwoGomaterial für diese Hauben. Sie lanzen nich loicht vorforrm, haben ein niedriges Gewicht und Bind pro Stück roIntIv preiswert.

Die üblichen Hauben weinen einen Nrmenabschnitt auf, der bei Rotation bei ausreichenden Zentrifugalkräften bricht. Zentrifugalkräfte wirken auf das Projektil ein, da der Lauf der Kanone gezogen ist und das Führungsband diese Drehbewegung aufnimmt, während die Pulverladung das Projektil vom Verschluss bis zur Mündung vortreibt.

Die Erfindung bezieht sich nicht oo sehr auf die Struktur der eich auflösenden Haube, sondern auf eine Verbesserung des Geschosses selbst. GemäBs der Erfindung wird das Hartmetallgeschoss mit einem Fluorkarbon-Überzug versehen, vorzugsweise mit Polybtrafluoräthylen und dieser überzug wird auf das Geschoss aufgesintert, um das Projektil beim Durchdringen des Zielkörpers zu schmieren.

Das besondere Problem, auf dessen Abstellung die vorliegende Erfindung ^richtet ist, ist die Reibung und der sich hieraus ergebende Widerstand, der an der Oberfläche des eindringenden Endes beziehungsweise der Nase des Geschosses entsteht, während dieses in den Zielkörper eindringt beziehungsweise durch diesen durchtritt. Das Aufbringen eines Fluorkarbonharzes mit niedrigem Reibungskoeffizienten erhöht die Eindringtiefe des Geschosses, indem dieses beim Eintreten in und Durchdringen des Zielkörpers selbstschmierende und die Reibung herabsetzende Eigenschaften erhält. Das Geschoss besteht vorzugsweise aus einem Hartmetall, wie Stahl oder einer Stahllegierung, oder aus einem Metall hoher Dichte, wie Wolfram, Uran oder Wolframkarbid.

Vor dem Aufbringen des Überzugsmaterials wird das Geschoss entweder durch ein Sandstrahlgebläse oder durch Behandlung mit einem Lösungsmittel für Fette und öle gereinigt. Anschliessend wird

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das Geschoss mit einer wässrigen oder gelösten Dispersion des Polymers besprüht oder in eine solche Dispersion eingetaucht. Nach dem Trocknen erfolgt ein Sintervorgang, um das Polymer mit der Oberfläche des Geschosses zu verbinden.

Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass sich die Erfindung auf eine sich auflösende Haube bezieht, die ein massives Geschoss umschliesst, das einen überzug aus Fluorkarbon aufweist, das seinerseits die Durchschlagseigenschaften des Geschosses erhöht. Die Haube enthält einen nasenförmlgen Abschnitt und ein Führungsband ist in üblicherweise am Geschoss vorgesehen. In der von der Haube umschlossenen Höhlung befindet sich das Geschoss, das an seinem Vorderende eine spitz zulaufende Nase aufweist. Das Geschoss besteht aus Hartmetall und der auf seiner Aussenfläche befindliche Fluorkarbon-Überzug ist auf es aufgesintert.

An Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung dann weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Geschosses mit einer an ihm befestigten Haube und mit der die Treibladung enthaltenden Hülse,

Figur 2 ein Schnitt durch das Geschoss entlang der Schnittlinie 2-2 in Figur 1,

Figur 3 ein Querschnitt entlang der Schnittlinie 3-3 in Figur 2,

Figur l\ eine Seitenansicht einer anderen Aus führungs form mit einer anderen Form des Geschosses und der Haube und

Figur 5 eine Stirnansicht in Blickrichtung er Pfeile 5-5 in Figur H.

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Figur 1 zeigt die Hülse 10 und das Projektil 12 1m miteinander verbundenen Zustand. Das Projektil ist mehrteilig und setzt sich aus der sich auflösenden Haube 13 und dem von dieser eingeschlossenen Geschoss 15 zusammen. Der in einer Vergrösserung in Figur 2 gezeigte Schnitt zeigt die Struktur des Projektils sehr deutlich.

Das Geschoss 14 enthält einen Fluorkarbon-Überzug 16, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen. Damit werden die Durchschlagseigenschaften beim Auftreffen am Zielkörper erhöht. Das Geschoss 14 selbst besteht aus einem relativ dichten, harten Metall, das heisst Stahl oder einer SMillegierung, aus Wolfram, aus Uran oder einem Wolframkarbid.

Die Haube 13 enthält einen windschlüpfigen Abschnitt beziehungsweise einen nasenförmlgen Abschnitt 18, der über einen eimrärts ragenden Flansch 22 mit dem zylinderischen Hauptabschnitt 20 verbunden ist. Der Flansch 22 1Λ. greift in eine im Hauptabschnitt 20 vorgesehene Nute 24. Der nasenförmige Abschnitt 18 der Haube besteht vorzugsweise aus einem relativ spröden Kunststoffmaterial, das sich bei Rotation auflöst und unter der Einwirkung von Scherkräften leicht bricht. Der zylindrische Hauptabschnitt 20 besteht aus Metall oder einem Kunststoff. Wegen des niedrigeren Gewichtes und der niedrigeren Kosten wird Kunststoff bevorzugt.

Ein Kunststoff- oder Metallstopfen 26 ist in das hintere Ende des Hauptabschnittes 20 eingedreht und hält damit das Geschoss I¹I an seinem Ort. Das Gewinde des Stopfens 26 ist, wie bekannt, linksgängig. Beim Durchtritt des Projektils durch den Lauf wird es durch die in diesem vorgesehenen Züge in Uhrzeigerrichtung gedreht. Falls der Stopfen 26 rechtsgängig in dem Hauptabschnitt 20 eingeschraubt sein sollte, würde er sich bei der durch die Züge bewirkten Drehung lösen. Dies ist natürlich nicht erwünscht. Der Stopfen erhält deshalb ein linksgängiges Gewinde und durch die beim Durchtritt durch den Lauf bewirkte Drehung wird er fest gegen das Geschoss gedrückt.
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Ein Metallring 30 aus Martinsit-Stahl oder irgendeinem harten Netall sitzt am Vorderende des Hauptabschnittes 20. Der Metallring 30 wirkt nicht als Führungsband. Der Umstand, dass er aus hartem Metall besteht, 1st damit nicht kritisch, da er die Züge nicht beeinflusst und nicht abnutzt. Er gleitet einfach in den Lauf und dient als Verstärkungsring für den Hauptabschnitt, um dessen vorzeitige Auflösung zu vermeiden.

Ein aus Kunststoff bestehender Plansch 32 hält den Ring 30 an seinem Platz auf dem Hauptabschnitt 20. Bei der Bewegung des Projektils durch den Lauf wird dieses daher durch den Ring 30 zentriert und der Plansch 32 hält diesen an seiner Stelle vor dem Hauptabschnitt.

In der Nähe des hinteren Endes den Hauptabschnittes 2υ befindetsich eine sich nach aussen erweiternde Schulter 34 oder ogivale 34, die in eine grössere Zylinderfläche 35 übergeht, die einen weichen, metallischen Ring 36 trägt. Der Ring 36 wirkt als Führungsband und drückt sich unter Rotation des Projektlies in die Züge ein. Zur Herabminderung der Abnutzung der Züge wird weiches Metall für das Führungsband bevorzugt.

Auf der Zylinderfläche 35 sitzt auch noch ein aus Kunststoff bestehender Ring 38, der durch die Schürze 40 des Gehäuses 10 aufgeklemmt wird. Der Kunststoff-Ring 38 erleichtert ein schnelles Lösen u«s Projektils aus der Schürze UO nach dem Zünden der Treibladung.

Der vordere beziehungsweise sich verjüngende nasenförmige Abschnitt 42 des Qeschossco sitzt mit enger Passung in der kegelförmig gestalteten Höhlung 44 im Vorderabschnitt 18 der Haube. Am rückwärtigen Ende des Geschosses 40 befindet sich ein Messing· ring 46, der das Geschoss und den Stopfen 26 auf Abstand hält. Der Messingrins 46 ist zwischen dor Vorderseite des Stopfens und einer nach innen ragenden Schulter 48 am Hauptabschnitt der Haube eingeklemmt. Diese Konstruktion begrenzt die Vorbewegung

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des Geschosses und verhindert ein _Zu starkes Anspannen des Stopfens 26, wodurch der nasenförmi_Ee Abschnitt lB der Haube vom Hauptabschnitt 20 abgedrückt werden könnte.

Vier öffnungen 50 fan_Sen die Luftst^"^^^νΙΓί^ΓαηΓ Hauptabschnitt 20,nachdem da= Projektil den Lauf verlass „achde» sich der nasenforml_Ee Abschnitt 18 der Haube aufgelost hat. Der Hauptabschnitt verlangt seine Bewegung während das Geschoss U seine Geschwindelt im wesentlichen beibehäl. Das Oeschoss kann dann durch die tuft durchtreten, ohne dass es dabei durch die hinter lh. zurückbleibende grosse Haube gehinderwird. Eine ins einzelne gehende Beschreibung der Arbeitsweise einer solchen sich auf losenden Haube ist nicht erford ·*»*'* "* bekannt 1st. Im übrigen wird auf die US-Patentschrift 2 verwiesen, insbesondere deren Spalten 1 und 2.

Figur » «igte eine anders soct.ltete Aus führung form eines mit Qeechosses 52 durch den vorderen Abschnitt Ein sich radial nach aussen erstreckender Teil des nasenformigen Abschnittes 56 der Haube

rand i.t an die Form der Aussenfläche des °"

der

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des Laufes werden die Materialteile 6l durch die Zentrifugalkräfte radial nach aussen geschleudert. Damit wird der nasenförmige Abschnitt des Geschosses freigelegt. Unmittelbar hinter dem nasenförmigen Abschnitt 56 ist eine Nute 62 eingeschnitten. Dadurch wird die Haube an dieser Stelle geschwächt, so dass deren vorderer Abschnitt ohne weiteres vregbricht und das Geschoss seinen Weg ungehindert und allein nehmen kann.

Ein aus einem elastomeren Material bestehendes Dichtungsmittel beziehungsweise eine Gasdichtung 64 ist in bekannter './eise am hinteren Ende der Haube angeordnet und übernimmt die übliche Funktion einer Gasabdichtung. Eine ins einze"ne gehende Beschreibung ist nicht erforderlich.

Ein aus einem weichen Metall oder Kunststoff bestehender Ring ist auf den Hauptabschnitt 68 aufgeschraubt und übernimmt die Funktionen des Führurrrsbandes. Ein üblicher Stopfen ist in das hintere Ende des Hauptabschnittes 68 eingeschraubt und hält das Geschoss beim Laden und Zünden an dessen Stelle.

Vor dem Zusammenbau des Projektils wird das Geschoss auf das überziehen mit einem Fluorkohlenwasserstoff vorbereitet. Hierzu wird es auf geeignete Weise gereinigt, zum Ielspiel durch Behandlung mit einem Lösungsmittel für öl oder Fett und anschliessendes Trocknen oder durch Beblasen - it einem Sandstrahlgebläse. Der aus einem Fluorkohlenwasserstoff bestehende Überzug, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, wird durch Eintauchen auf das Geschoss aufgebracht oder dadurch, dass dieaes mit einer wässrigen oder gelösten Dispersion dieses Polymers übersprüht wird. Das Eintauchen wird als das schnellere Verfahren bevorzugt. Das über sprühen erfordert nämlich zum Erreichen der notwendigen Stärke des Überzuges ein zwei- oder mehrmaliges überziehen.

Nach dem Trocknen der polymeren Dispersion wird das Geschoss bei* T<

beirt Temperaturen von etwa 320 bis 425°C z'im Sintern in einen

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Ofen eingesetzt. Dies führt zu einer starken Bindung zwinchen dem Fluorkohlenwasserstoff und der metallischen Oberfläche des Geschosses. Dies bewirkt, dass Geschoss und überzug beim Eindringen in den Zielkörper zusammenschalten und das Geschoss geschmiert wird.

Das erfindungsgemässe Geschoss hat eine grössere Durchschlagskraft als nicht mit einem gesinterten Kohlenwasserstoff überzogene Geschosse. Die erhöhte Durchschlagskraft wird durch Versuche belegt. Die Gründe für d?2 erhöhte Durchschlagskraft Il sind im einzelnen nicht genau bekannt.

Es wird Jedoch angenommen, dass einer der Gründe für die erhöhte Durchschlagskraft des erfinetunssgemässen Geschosses in den verhältnismässig höheren Schmelzpunkten des Polytetrafluoräthylen liegt im Vergleich zu den sonst für Projektile genoraienen Überzugsmaterialien, wie zum Beispiel Lötmittel.

Nach aus-reichender Abkühlung des Geschosses wird es mit der Haube zusammengesetzt und in der in dieser vorgesehenen Höhlung durch zweckentsprechendes Anziehen des Verschlussstopfen verriegelt.

Zusätzlich zu ihren anderen Funktionen schützt die Haube den Kohlenwassrstoff-überzug vor einem Abrieb durch die Zug*», Das heisst, dass der überzug seine Aufgabe, den Wege* des Geschosses bei dessen Durchtritt durch den Zielkörper zu schmieren, besser erfüllen kann.

Die besonderen in den Figuren 2 und k gezeigten Formen der sich selbst auflösenden Haube sind nicht kritisch. Jede Ausführungsjp form ein«r sich auflösenden Haube kann bei dem erflndungsgemässen $<§ mit Fluorkohlenwasserstoff überzogenen Geschoss verwendet werden. Zur Erläuterung sei noch genannt, dass die in Figur 2 gezeigte Haube bei einer 25mm Kanone und die in Figur 4 gezeigte Haube mit einer 105mm Kanone verwendet wird.

„ ,«/- PATENTANSPRÜCHE

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Claims (12)

1. ΛηΙαβ· Akt*.Midien

   · 12. Mai 1972 my. ν«™ * α««·, ι. Paul j. Kopsch
2. 2. Daniel Turcus, Jr.
3. 3. Donald F. Ward

   PATENTANSPRÜCHE

   Projektil bestehend aus einem in einer Höhle eingeschlossenen metallischen Oeschorss mit einem sich verjüngenden nasenförmigen Abschnitt an seinem vorderen Ende, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einer Fluorkohlenwasserstoffverbindung bestehender überzug zum Erhöhen der Durchschlagseigenschaften auf das Geschoss aufgebracht und mit diesem verbunden ist, die Haube einen nasenförmigen Abschnitt und ein Führungsband aufweist, das Führungsband mit den Zügen des Kanonenlaufes in Wirkungsverbindung steht und das Projektil in Drehung versetzt, und der nasenförmige Abschnitt der Haube die Eigenschaft aufweirt, sich bei Drehung aufzulesen.

   2. Projektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Fluorkohlenwasserstoffverbindung bestehende überzug durch Sintern oder Aufschmeten auf das Geschoss aufgebracht ist.

   3. Projektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der überzug Polytetrafluoräthylen 1st.
4. 4. Projektil nach Anspruch 1-3, gekennzelch η et durch eine mit dem Geschoss verbundene Einrichtung, um zu verhindern, dass der überzug beim Abfeuern des Projektils durch die Züge des Geschosslaufes aufgeschnitten wird.
5. 5. Projektil nach Anspruch U, dadurch gekennzelchn et, dass die mit dem Geschoss verbundene Einrichtung eine Haube mit einem nasenförmigen Abschnitt und einem führungsband 1st und der nasenförmige Abschnitt die

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   -ίο- ι

   Eigenschaft hat, bei Drehung des Projektile:; zu zerbrechen.
6. 6. Verfahren zum Herstellen des Projektiles gemäss den Ansprüchen 1-5, dadurch g ek cnnzeichnet, dass ein aus Hartmetall bestehendes Geschors vorgesehen wird, das aerodynamisch so geformt ist, dass es \ ei geeigneter Ei<rendrehung im wesentlichen auf einer gestreckten Bahn durch die Luft durchtritt, die Oberfläche des Geschorses mit einer Fluorkohlenwasserstoffverbindung überzogen wird, diese Fluorkohlenwasserstoffverbindung auf das Geschors aufgesintert oder aufgeschmolzen wird, eine Haube vorgesehen wird, um das überzogene Geschoss einzuschliessen, um damit ein Einschneiden es Überzuges durch die Züge eines Laufes zu verhindern, die Haube mit einem nasenförmigen Abschnitt versehen wird, der bei Rotation bricht, ar? dem Umfang der Ha ;.be ein Führungsband vorgesehen wird, und das überzogene Geschoss in eine Ausnehmung in der Haube eingeführt und in diener verriegelt wird, um eine Relativdrehung zwischen Haube und dem Geschoss zu vermeiden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschossoberfläche zur Vorbereitung des Überzugsvorganges mit einem Sandstrahlgebläse bearbeitet wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschossoberflache zur Vorbereitung des Überzugsvorganges mit einem Lösungsmittel für Fett, öl oder dergleichen gereinigt wird.
9. K 78/1
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11. ti .
12. Leersei