DE2758692A1 - Fuehrungsband - Google Patents

Description

• Führungaband
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Ftihrungsband ftir eine Geschoß aus einem faserverstärkten Thermoplast.
• Ein derartiges Führungsband geht aus der US-PS 3,910,194 hervor.
• Bedingt durch das Herstellungsverfahren des Führungsbandes durch Spritzgießen besitzen die aus Glas bestehenden Fasern im FUhrungsband eine sehr geringe Länge. Somit steigern sie nur unwesentlich die Festigkeit des Führungsbandes. Bekanntlich sind Glasfasern auch sehr spröde und werden durch die Konfektionierung des Granulates sowie beim Spritzgießen durch die mechanische Beanspruchung in der entsprechenden Maschine sehr stark zerkleinert.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Werkstoff für Fasern vorzuschlagen, die bei der Konfektionierung des Granulates sowie beim Spritzgießen ihre Struktur beibehalten und somit die Festigkeit des Thermoplasts wesentlich steigern. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche insbesondere des Anspruches 1 gelöst.
• Fasern aus aromatischen Polyamiden sind bereits aus den folgenden Veröffentlichungen bekannt: FILAMENT WOUND COMPOSITESw by R. Woodberry of Hercules Inc. vom 30.4.1975; UA HIGH MODULUS ORGANIC FIBER CON zu po FOR COMPOSITSSU von D. L. G. Sturgeon und R. A. Wolffe ( E. I. du Pont de Nemours & Co., Inc., vom 5. und 6.4.1973.
• Die Verwendung dieser Fasern in einer Thermoplast-Matrix ist durch diese Veröffentlichungen nicht nahegelegt.
• Im Vergleich zu Glasfasern besitzen die Fasern aus aromatischen Polyamiden bei ähnlicher Festigkeit einen Elastizitäts-Modul (E-Modul) von ca. 12000 kp/mm2, der etwa das 1,5fache des E-Moduls der Glasfasern (max. 8000 kp/mm2) ist.
• Das spezifische Gewicht beträgt nur 56 ,4 (Glasfaser 2,5 p/cm3 arom. Polyamide 1,4 p/cm3).
• Die Sprödigkeit und die Härte sind wesentlich geringer.
• Durch die wesentlich geringere Sprödigkeit ist es in überraschender Weise möglich, die Verteilung der Fasern und der Faserlängen im Führungsband vor dem Spritzgießen genau zu bestimmen. Daraus ergibt sich ein wesentlich geringerer Fasergewichtsanteil und vor allem ohne weiteres reproduzierbare Faserverteilungen.
• Weitere Vorteile eines derartigen Führungsbandes sind: 1) höhere Festigkeit bei geringerem spezifischen Gewicht, 2) wesentlich geringere Kerbempfindlichkeit, 3) verbesserte Aerodynamik durch geringe, über das Geschoß radial überstehende Kontur.
• Die aßerordentliche, von den Fasern nicht begrenzte Dehnfähigkeit des Führungsbandes ermöglicht in überraschender Weise eine gegenüber einem bekannten glasfaserverstärkten Führungsband wesentlich größere Eingriffsfläche. Dadurch schneiden die Züge eines Waffenrohres beim Geschoßdurchlauf in eine größere Fläche ein, so daß die Haftverbindung zwischen Führungsband und Geschoß weniger beansprucht wird.
• Vor allem aber vergrößert sich die Eingriffsfläche zu Beginn des Geschoßdurchlaufs, indem das durch die Züge verdrängte Volumen des Führungsbandes überwiegend zur Heckseite des Geschosses hin verdrängt wird und beim Geschoßabgang vom Waffenrohr die Abkippneigung des Geschosses wesentlich mindert.
• 4) wesentlich geringere Erosion eines Waffenrohres als bei einem Führungsband aus einem glasfaserverstärkten Thermoplast.
• Beim Durchgang eines Drallgeschosses durch ein Waffenrohr mit dem erfindungsgemäßen Rhrungsband fallen keinerlei Fremdbestandteile aus. Die Fasern bleiben in der Matrix erhalten, da sie durch ihre Dehnfähigkeit einer Scherbeanspruchung durch die Kanten der Felder bzw. Züge eines Waffenrohres widerstehen. Im Gegensatz zu aromatischen Fasern werden Glasfasern während des Geschoßdurchlaufs wegen ihrer Härte und geringeren Dehnung ohne weiteres abgeschert und durch Friktion aus ihrer Matrix herausgelöst. Sie wirken in Form von Glasstäben und in Verbindung mit der Matrix als Schleifmittel und daher im Waffenrohr erodierend.
• Bei einem Führungsband für ein Munitionskaliber, beispielsweise von 20 mm ist überraschend, daß ein wesentliches Konstruktionsmerkmal für die Geschoßhülle eliminiert oder fast eliminiert ist.
• Es handelt sich um die Nut in der Geschoßhülle zur Aufnahme des Führungsbandes. Sie kann Null betragen, d. h. das Führungsband wird auf die Außenkontur aufgebracht. Damit unterliegt die Geschoßhülle keiner Kerbbeanspruchung mehr. Die Drallbeanspruchungen werden daher "fliegend" auf das Geschoß übertragen. Das Führungsband selbst wird im Bereich der Züge des Waffenrohres verdrängt, ohne daß die Bindeschicht des Führungsbandes am Geschoß zerstört wird. Unkontrollierte Ablösungen des Führungsbandes vom Geschoß während des Rohrdurchlaufes sind dadurch vermieden.
• Neben der Nutentiefe Null kann aber auch eine Nut vorgesehen sein.
• Ihre Tiefe beträgt bei einem Kaliber von 20 mm 0,6 mm. Gegenüber einer Nut für ein bisher übliches metallisches Führungsband (Nuttiefe 1,32 mm) mit einem Geschoß-Querschnittsanteil von 25 ffi beträgt der Querschnittsanteil unter Verwendung des erfindungsgemäßen Führungsbands bei einer Nuttiefe von 0,6 mm lediglich 15 %.
• Vorteilhaft kann dadurch die Wand der Geschoßhülle dünner sein und somit wird auch das nutzbare Volumen der Geschoßhülle wesentlich größer, insbesondere bei dem 20 m-Geschoß ist es endlich möglich, Bodenzünder anstatt Kopfzünder einzubauen.
• Für kleinkalibrige Munition bis ca. 40 mm Geschoßdurchmesser sind Faserlängen von ca. 1/10 mm bis zu einigen Millimetern geeignet.
• Für großkalibrige Munition eignen sich Fasern mit größerer Länge, insbesondere endlos gewickelte Fasern.
• AusführungsbeisPiele nach der Erfindung sind nachstehend angegeben und anlland einer Zeichnung beschrieben.
• Es zeigt Fig. 1 - 3 jeweils ein mit einer Geschoßhülle verbundenes Führungsband für Drallgeschosse.
• Nach Fig. 1 besitzt eine Geschoßhülle 1 für ein 20 mm-Geschcß eine für die Erfindung nicht wesentliche Würgrille 2, ein zylindrisches Volumen 3, einen Boden 4, einen größeren Durchmesser 5, einen kleineren Durchmesser 6 und eine Nut 7 mit einem Führungsband 10.
• Die Nut 7 ist ausgebildet mit zylindrischem Boden 11, rechtwinkligen Stirnflächen 12 und 13.
• Das in die Nut 7 eingespritzte Führungsband 10 ist über den Boden 11 und die Stirnflächen 12 und 13 fest mit der Geschoßhülle 1 verbunden. Eine vordere Stirnfläche 14 beginnt am Durchmesser 5 und liegt unter einem Winkel 15 von 300 zur Achse A. Entsprechend besitzt eine hintere Stirnfläche einen Winkel 19 von 150.
• Nach Fig. 2 ist ein Führungsband 20 auf eine Geschoßhülle 21 mit dem Durchmesser 6 für ein 20 mm-Geschoß aufgespritzt. Die Stirnflächen 22 und 23 besitzen Winkel 24 und 25 von 450 und 150. Daneben kann an der hinteren Stirnfläche 23 eine begrenzende Fläche 30 vorgesehen sein.
• Vergleicht man das Volumen 3 der Geschoßhülle 1 nach Fig. 1 mit dem der Geschoßhülle 21, so ist deren Volumen 31 wesentlich größer.
• Nach Fig. 3 ist ähnlich zu Figv 1 ein Führungsband 32 in eine Nut 33 einer Geschoßhülle 34 eingespritzt. Als wesentlich unterschiedlich sind die flacheren Winkel 35 und 40 von 150 (Winkel 35) und 700 (Winkel 40) und das insgesamt längere Führungaband 32.
• Beim Schuß prägen die Züge eines Waffenrohres die Führungsbänder 10, 20 und 32 und verdrängen elastisch das Material des Führungsbandes in den Bereich der Felder des Waffenrohres jedoch wesentlich in Richtung des Bodens 4.
• Beispiele für Führungsbänder. im Spritzgußverfahren hergestellt Munitionskaliber Faserlänge Gewichtsprozentanteil (mm) (mm) 20 2 40 8 14 120 - 155 endlos 20 - max. 25 gewickelt Beispiele für FUhrungsbknder. im Wickelverfahren hergestellt Munitionskaliber Faserlänge Gewichtsprozentanteil (mm) (mm) 80 - 155 endlos ca. 70 Verwendete Kurzbegriffe: kp = Kilopond mm , Millimeter mm2 = Quadratmillimeter cm2 = Kubikzentimeter % = Prozent Leerseite

Claims (8)

1. PatentansprUche-9 Führungsband für ein Geschoß aus einem faserverstärkten Thermoplast, gekennzeichnet durch in Polykarbonate, Polyäthylene, Polybutane, insbesondere Polyamide, gebettete Fasern aus der Gruppe hochfester organischer Fasern, insbesondere aromatischer Polyamide.
2. 2. Führungsband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in Polyamid 6 oder 12, insbesondere Polyamid 12, eingebettet sind.
3. 3. Führungsband nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Fasern zwischen 5 und 70 Gew.-% beträgt.
4. 4. Führungsband nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Geschoßkaliber bis ca. 40 mm der Anteil der bis 12 mm langen Fasern bis ca. 20 Gew.-% beträgt.
5. 5. Führungsband, im Spritzgießverfahren hergestellt, nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Geschoßkaliber von > 80 mm der Anteil der endlos gewickelten Fasern ca. 20 - 25 Gew.-% beträgt.
6. 6. Führungsband, im Wickelverfahren hergestellt, nach den Ansprechen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Geschoßkaliber von > 80 mm der Anteil der endlos gewickelten Fasern ca. 70 Gew.-% beträgt.
7. 7. Führungsband nach den vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß für ein 20 mm-Geschoß das Führungsband ca. 9 - 10 mm breit und ca. 1 - 1,5 mm dick ist und etwa 1 - 1,5 mm über die Geschoßkontur übersteht.
8. 8. Führungsband nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsband auf die Geschoßhülle direkt und ohne Führungsband-Nut befestigt ist.