Rheinmetall GmbH Düsseldorf, den 25.3.1980
Be/gro
Akte R 721
Wuchtgeschoß mit stapeiförmigem Vorpenetrator
(Zusatz zur Patentanmeldung P 27 43 732.7, für welche gemäß Bescheid vom 18.4.1978 aufgrund des § 30a Abs. 1 PatG
angeordnet wurde, daß jede Bekanntmachung unterbleibt)
Die Erfindung betrifft ein Wuchtgeschoß nach dem Oberbegriff { des Patentanspruchs 1.
Eine Einrichtung der genannten Art ist Gegenstand der Haupt-Patentanmeldung.
Der Zusatzpatentanmeldung liegt folgende Aufgabe zugrunde: Bei einem Wuchtgeschoß der eingangs bezeichneten Art sollen
die einzelnen Teilkerne miteinander und dem Hauptpenetrator derart miteinander verbunden werden, daß auch, bei Mehrfachplattenzielen,
insbesondere solchen mit großen Plattenabständen und, beispielsweise mit Keramikmoduln versehenen,
Mehrlagenpanzerungen unterschiedlicher Werkstoffe ein gezielter, sich weitgehend über den gesamten, zielseitigen
Durchgang erstreckender, längsaxialer Werkstoffabbau gewährleistet
wird und dieser nicht bereits vorzeitig, Beispiels-
weise durch. Ah-*- oder Zerbrechen des Hauptpenetratgrs. &ψτ
■ endet ist. Hierunter ist ein·- im Vergleich, mit *e in em Monoblockpenetrator
- reduzierter Werkstoffabbau derart zu verstehen, daß einerseits möglichst je Zielplatte nur der jeweils
vorderste Teilkern des Vorpenetrators "verbraucht" wird7 sich dieser aber andererseits in ausreichend kleine
Bruchstücke zerlegt, von welchen keines für den nachfolgen-*-
den Teil des Penetrators ein störendes Hindernis bildet-
ORIGINAL INSPECTED
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patent^
anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst..
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zehn in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
des näheren erläutert.
Es zeigen
Figur 1 bis 6 jeweils eines von sechs ersten Ausführungsbeispielen im längsaxialen Schnitt,
, Figur 7 einen Querschnitt im vergrößerten Maßstab nach der Linie VII-VII in Figur 6,
15
Figur 8 und 9 jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel
im Tängsaxialen Schnitt,
Figur 10 einen Querschnitt nach der Linie X-X in Figur 9 und '
Figur 11 und 12 die beiden letzten der zehn Ausführungs-
beispiele jeweils im längsaxialen Schnitt.
Gemäß Figur 1 weist bei einem ersten Ausführungsbeispiel ein V. Vorpenetrator 10 neben einer Spitze 50 drei durchmesser—
gleiche Teilkerne 11, 12 und 13 auf. Stumpfstoße kreisflächiger
Stirnflächen 14 und 15 der Teilkerne 11, 12 und-13
bilden einen ersten und einen zweiten Verbindungsbereich C und C 2. Ein Hauptpenetrator 60 ist mit einem Vorderteil
im wesentlichen durchmessergleich mit den genannten Teilkernen; eine Stirnfläche 65, welche einen Stirnbereich 62
spitzenseitig begrenzt, legt im Stumpfstoß mit der rückseitigen Stirnfläche 15 des Teilkerns 13 einen dritten Verbindung;
bereich C 3 fest. Eine Hülle 40.1 erstreckt sich aus einem spitzenseitigen Bereich 41, welcher im wesentlichen in der
Nachbarschaft einer spitzenseitigen Kreisringfläche 14" des
vordersten Teilkerns 11 liegt, bis in einen heckseitigen
Bereich 43 in der unmittelbaren Nachbarschaft einer umfangs-
seitigen Auslauffläche 64 des Vorderteils 61 des Haupt—
penetrators 60. Bei im wesentlichen über die gesamte Länge
gleuchem lichten Innendurchmesser weist die Hülle 40.1
eine über die Länge stetig zunehmende Wandstärke auf, über
00
(O 5 die spitzenseitige Kreisringfläche 14" des- vordersten Teil—
*""* kerns 11 steht ein Zapfen 19' vor. Er wird eng, beispiels-
*— weise im Preß— oder Schrumpfsitz, von einer- Sacklochbohrung
jyj 54 der Spitze 50 umschlossen. Umfangsflachen 27 der Teilkerne
11, 12 und 13 sowie eine umfangsflache 63 des Stirnbereichs
62 des Vorderteils 61 des Hauptpenetrators 60 bilden ebenso eine geschlossene Fläche wie eine Umfangs—
fläche 55 der Spitze 5O7 eine Umfangsflache 47 der Hülle
40.1 und eine Umfangsflache 60' des Hauptpenetrators 60-Sie
vereinigen sich in unmittelbarer Nachbarschaft einer Kante 64' der Auslauffläche 64« Die spitzenseitigen Stirnflächen 14 und 14" der Teilkerne 11, 12 und 13 werden außenseitig
von einem Schneidrand 25 begrenzt. Ferner weist eine Stirnfläche des Zapfens 19' einen Schneidrand 26 und die
Stirnfläche 65 des Vorderteils 61 des Hauptpenetrators 60 einen Schneidrand 68 auf. Die Teilkerne 11, 12 und 13 des
Vorpenetrators 10 sowie der Hauptpenetrator 6O bestehen aus
einem Werkstoff hoher Dichte. Die bereits erwähnte Durch.— messergleichheit der Teilkerne 11, 12 und 13 mit dem Stirnbereich.
62 des Vorderteils 61 des Hauptpenetrators 60 be— günstigt vorteilhafterweise die einfache Fertigung. Bei der
Wahl des Werkstoffs für die Hülle 40.1 ist neben der Eignung für die eingangs genannte Aufgabe das Bestreben maßgebend,
eine möglichst hohe durchschnittliche Dichte zu erzielen. Die Hülle 40.1 kann dem Teilkern 11 — zusätzlich aber auch.
den Teilkernen 12 und 13 — sowie dem Vorderteil 61 aufgeschrumpft
sein. Zur zielorientierten Anpassung an die eingangs genannte Aufgabe können die Teilkerne nach Länge und/oder
Werkstoff und/oder Struktur wahlweise auch die Haftreibungswerte zwischen den betreffenden Umfangsflachen 27 und 63 so—
wie einer Innenfläche 48 der Hülle 40.1 und durch Ausbilden des jeweiligen Verbindungsbereichs C... zu und/oder deren
Versehen mit einer Sollbruchstelle das Widerstandsmoment gegen
Bruch - von vorn nach hinten zunehmend — in Grenzen vorgegeben werden. Als Werkstoff für die SDitze 5O hat- sich, eine
Aluminiumlegierung bewährt. Während beim dargestellten Aus-CD
führungsbeispiel drei Teilkerne 11, 12 und 13 vorhanden sind,
E wobei die Teilkerne 12 und 13 gleichlang sind und der Teil-τ—
kern 11 um eine vorgegebene Differenz kurzer ist/ können
5 folglich sowohl Länge wie auch Anzahl der Teile (und damit auch die Anzahl der Verbindungsbereiche C..,} von der Dar- '
stellung abweichen.
Der Vorpenetrator 10 des Wuchtgeschosses nach. Figur 2 weist
über seine Länge zwischen dem spitzenseitigen Bereich 41 und einem Übergang 61" bei DurchmessergleicFiheit der Teilkerne
11, 12 und 13 sowie des Stirnbereichs 62 - im Gegen—
Γ satz zu demjenigen nach Figur 1 — einen gleichen Durchmesser
auf. Hieraus ergibt sich, eine im wesentlichen gleichbleibende
Wandstärke für die Hülle 4O.2„ Der aufgabenkonforme, axiale
Werkstoffabbau wird bei diesem Ausführungsbeispiel begünstigt
durch den Verbindungsbereichen C... zugeordnete Sollbruchstellen. Letztere werden verkörpert durch, ring^
förmige Dreikantnuten 44..., deren Querschnitt (und damit Kerbwirkung) schrittweise von 44.1 bis zu 44.3 abnimmt» (Zur/
Verdeutlichung ist die Hülle 40.2 mit einer größeren Wand^
stärke dargestellt.) Der schrittweise längsaxiale Werkstoff-*- abbau wird vorwiegend begünstigt durch, die Ausbildung der
Sollbruchstellen 44... . Die im Zusammenhang mit dem Aus— führungsbeispiel nach Figur 1 gegebene Beschreibung bezüglich
v- der Teilkerne 11, 12 und 13, deren Verbindung mit der Hülle
40.2 und des Werkstoffs der Spitze 50 gelten sinngemäß auch, für das vorliegende Ausführungsbeispiel.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 wird die Hülle durch
ringförmige Abschnitte 40.8 verkörpert^ welche den jeweiligen
Verbindungsbereich C... im Bereich der Umfangsflächen 27 und
63 überlappen. Bei im wesentlichen gleichen Abmessungen der Hüllenabschnitte 40.8 können sie sich bezüglich ihres Werk-5
Stoffs derart voneinander unterscheiden, daß das Widerstandsmoment gegen das Abbrechen der Teilkerne 11, 12 und 13 des
Vorpenetrators 10 vom Verbindungsbereich C 1 zu den weiteren
Verbindungsbereichen C... zunimmt.
Das letzterwähnte Merkmal im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 wird bei dem ähnlichen in
CO Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, erreicht, daß aus gleichem Werkstoff gefertigte Hüllenabschnitte 40.91
*~ 5 bis 40.93 entsprechend abgestufte Wandstärken X>
Y und Z CD und Längen a., b und c aufweisen. Hierdurch wird auch der
Tatsache Rechnung getragen, daß sich beim zielseitigen Auf— treffen auf eine harte Platte zwischen einander zugewandten
Stirnflächen im jeweiligen Verbindungsbereich C... ein jeweiliger
axialer Abstand bildet. Es wurde· beobachtet., daß
diese axialen Abstände vom vorderen Verbindungsbereich zu den folgenden Verbindungsbereichen schrittweise bis auf etwa
5 mm zunehmen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach. Figur· 5 weist der Vor—
penetrator 10 zwischen einem spitzenseitigen Bereich. 52 und einem mit 61" bezeichneten Bereich, gleichen Außendurchmesser
auf. Die Teilkerne 11, 12 und 13 des Vorpenetrators 10 weisen untereinander und mit dem Vorderteil 61 des Haupt—
penetrators 60 eine heterogene Zapfenverbindung auf. In als
unmittelbar benachbart einander gegenüberliegende Stirn— flächen eingebrachte Bohrungen 17.1... und 18.1... dienen
der Aufnahme eines jeweiligen Zapfens. 29.1..., deren Länge und Durchmesser schrittweise vom Verbindungsbereich C 1
bis zum Verbindungsbereich C 3 zunehmen. Die Zapfen 29... können wahlweise mit Sollbruchstellen p, g und r versehen
sein. Eine Hülle 40.3 durchgängig gleichen Innen— und Außendurchmessers erstreckt sich von dem spitzenseitigen Bereich
41 bis zu dem Bereich 43 im Stirnbereich 62 des Vorderteils 61 des Hauptpenetrators 60. Abweichend von den bisher erläuterten
Ausführungsbeispielen weist das hier dargestellte Wuchtgeschoß eine Spitze 50' aus einer vorgebbaren Stahllegierung
auf. Eine Sacklochbohrung 53 erstreckt sich von einer kreisringförmigen Endfläche 56 spitzenseitig über den
Bereich 52 hiriaus. Eine spitzenseitige Ausnehmung 57 am Umfang der Spitze 50' dient zur Aufnahme eines vorderen Endes
der Hülse 40.3 zum Verbinden der Spitze 5O1 mit dem Teil—
kern 11. Der axiale Werkstoffabbau kann beim vorliegenden
Beispiel sowohl durch Abmessungen und/oder Werkstoffauswahl
für die Zapfen 29.1, 2 9.2 und 29.3 wie auch in diesen wahlweise
vorgesehene Sollbruchstellen p,. g und r und eine vor-OO - gebbare Flächenpressung zwischen dem jeweiligen Zapfen 29...
^ und den Wandungen der Bohrungen 17.»» und 18».« und den Um—
t— 5 fangsflachen 27 und 63' mit der Innenfläche 48 der Hülle
ζ-j 40.3 beeinflußt v/erden. Aus der Verbindung der Spitze 50.1
0^ mit dem ersten Teilkern 11 ergibt sich ein weiterer Verbindungsbereich
C. 0.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 weist der Vor-<penetrator
10 eine Hülle 40.4 auf. Sie erstreckt sich bei gleichem Durchmesser und gleichbleibender Wandstärke von
ζ dem spitzenseitigen Bereich 41 bis zum rückseitigen Bereich
43 in der Nachbarschaft einer Auslauffläche 64 am Vorderteil
61 des Hauptpenetrators 60. Der Stirnbereich. 62 ist
mit den Teilkernen 11, 12 und 13 durchmessergleich, während
sich die Teilkerne bezüglich ihrer Länge voneinander- unterscheiden.
Beim vordersten Teilkern 11 steht über eine spitzenseitige Kreisringfläche 14" wiederum ein Zapfen 19' vor
zum Fixieren einer Spitze 50 aus· einer Leichtmetalllegierung. Rückseitig ist der Teilkern 11 bis auf einen
Zapfen 2O.1 abgedreht. Der Zapfen 20.1 greift in eine vorderseitige
Bohrung 17.1 des Teilkerns 12. Auch der Teil^
kern 12 ist rückseitig abgedreht, so daß ein Zapfen 20.2
C 25 über die Kreisringfläche 15' vorsteht und in eine vorder—
endige Bohrung 17.2 des Teilkerns" 13 eingreift. Schließlich ist auch der Teilkern 13 rückendig abgedreht und greift mit
seinem über die Kreisringfläche 15' vorstehenden Zapfen 20.3
in eine Bohrung 66 im Stirnbereich 62 des Hauptpenetrators 0 60 ein. In den Verbindungsbereichen C... ist neben der Hülle
40.4 die vorerwähnte homogene Zapfenverbindung wirksam. Sämtliche Teilkerne weisen, wie auch aus Figur 7 erkennbar,
außenseitige, radiale Längsschlitze 28 auf. Ober diese Strukturierung soll ebenfalls wie über die schrittweise Durchmesserabnahme
vom Zapfen 20.1 über 20.2 zum Zapfen 20.3 der angestrebte längsaxiale Werkstoffabbau derart begünstigt
werden, daß sich die Teilkerne 11, 12 und 13 jeweils in ausreichend
kleine Bruchstücke zerlegen, von welchen keines für den nachfolgenden Teil des Penetrators ein störendes" Hinder—
ηis bildet. ,
j^ In Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 6 zeigt
*~ auch, dasjenige nach Figur 8 einen Vorpenetrator 10, dessen
CD 5 Teilkerne 11, 12 und 13 untereinander und mit dem Vorder-
teil 61 des Hauptpenetrators 60 homogen verzapft sind. Durch nach Tiefe und Durchmesser unterschiedliche vorderseitige
Bohrungen 17.1, 17.2 und 66 entstehen im Umfangsbereich.
Kragen, deren radiale Erstreckung von'b, über b~ zu b., und
deren Axialer Streckung von a.. über a_ zu a~ jeweils zunehmen.
Die rückseitigen Zapfen 20... der Teilkerne 11, 12 und 13 sind
auch bezüglich
umfangsseitiger Flächenpressung aufgabenkonform ausgebildet. Auch bezüglich des Verhältnisses zwischen der Hülle 40-5 und
den von ihnen umschlossenen Elementen gilt sinngemäß, was bereits im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen
beschrieben wurde.
Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Unterschied zwischen den Teilkernen 11, 12 und 13 im
wesentlichen auf die Abmessungen — abgesehen von nicht ausdrücklich
erwähnten im Werkstoffbereich — beschränkt waren,
zeigen die Figuren 9, 10 und 11 zwei Ausführungsbeispiele,
bei denen sich ein Teilkern von dem (oder den) anderen bezüglich Struktur und Werkstoff grundlegend unterscheidet.
Der erste Teilkern 11' (Figur 9 und 10) besteht aus einem dicht gepackten Bündel harter Metallstäbe 7 5, bei welchem
die mit 78 bezeichneten Zwischenräume mit einem Verguß— mittel - als Beispiele seien Gießharze oder, mit Rücksicht
auf dessen höhere Dichte, Blei genannt — ausgefüllt sein können. Eine Hülle 40.6 hält das Stabbündel zusammen;
die Enden S und E übergreifen eine Abdrehung 57 an der
Spitze 50 und eine Abdrehung 27' am Teilkern 12. Zu nicht
näher bezeichneten Verbindungszwecken weist die Hülle in den
Bereichen ?·> und E innenseitige Ausdrehungen 45 auf. Zu beiden
Seiten des Stabbündels des vorderen Teilkerns 11' ergeben sich die Verbindungsbereiche C 1 und C 2. Ein dritter Ver-
bindungsbereich C 3 ergibt sich aus einer homogenen Zapfenverbindung zwischen dem Vorderteil 61 des Hauptpenetrators
und dem Teilkern 12. Letzterer v/eist rückseitig eine Sacklochbohrung 18 mit einer Bodenflache 23 auf und wird von
einer Kreisringflache 15' begrenzt. In Ergänzung hierzu weist
der Vorderteil 61 einen über die Kreisringfläche 65" vorstehenden/
relativ leicht abtrennbaren Zapfen 69 auf. Das Ausführungsbeisp'iel nach. Figur 11 unterscheidet sich von demjenigen
nach. Figur 9 und 10 durch den ersten Zwischenkern 11".
Dieser besteht aus einer in der Hülle 40.7 zu einem sehr spröden Körper hochverdichteten Schwerkeramik SK. Eine an
diesen angrenzende Stirnfläche 14 des unmittelbar benachbar/- r ten Teilkerns 12 weist Ausdrehungen 15"1 auf. Durch, sie soll
nicht nur eine Übertragung der beim Auftreffen entstehenden
Stoßwellen abgeschwächt, d.h. die Wirkung des- Auftreffstoßes
reduziert, sondern auch vermieden werden, daß der spröde
Körper bereits beim Abschuß zerbricht.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 12 zeigt einen Vorpenetrator mit einer reinen homogenen Zapfenverbindung. In die
rückseitige Bohrung 18 des Teilkerns 11 greift der Zapfen
19.1 des Teilkerns 12. Letzterer ist rückseitig mit einer Sacklochbohrung 18 versehen, in welche der Zapfen 19.2 des
Teilkerns 13 eingepaßt ist. Der über die stirnseitige Kreisringfläche
65" des Vorderteils 61 des Hauptpenetrators 60
*~ vorstehende Zapfen 69 greift in die rückseitige Sacklochbohrung
18 des Teilkerns 13. Die Spitze 50, sie ist aus einer Aluminiumlegierung gefertigt, greift mit einem über die begrenzende
Kreisringfläche 56' vorstehenden Zapfen 51 in eine
vorderseitige Sacklochbohrung 17 des Teilkejrns 11. Die
Durchmesser der homogenen Zapfen 19.1 bis 69 sind, vom Verbindungsbereich
C 1 zum Verbindungsbereich. C 3 zu höheren Maßen abgestuft. Für eine gegenseitige Flächenpressung der
Zapfenverbindungen gelten sinngemäß im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen gegebene Beschreibungen.
Die in den dargestellten Ausführungsbeispielen verkörperten
Merkmalskombinationen sind auf das Lösen der eingangs ge^
nannten Aufgabe gerichtet, beim Auftreffen des erfindungsge—
mäßen Wuchtgeschosses auf ein gepanzertes Ziel ölet //£Ä$fi
genannten jeweiligen Art einen gezielten längsaxialen Werk-stoffabbau
des Wuchtgeschosses von der Spitze zum Heck zu gewährleisten. Dabei sollen die Teilkerne in ausreichend
kleine Bruchstücke zerfallen: größere Bruchstücke aus einem vorderen Geschoßbereich erweisen sich nämlich als Hindernisse
für den nachfolgenden Teil des Geschosses beim weiteren Zieldurchgang.
Anders als aus Gründen der Vereinfachung jeweils dargestellt, kann die Spitze 50; 50' auch über ein Feingewinde mit dem
betreffenden Nachbarbereich, beispielsweise 41 bzw. B der jeweiligen
Hülle 40.1..., verbunden sein, so daß im betreffenden Bereich auch durch die Kerbwirkung des Gewindes ein gezielter
Bruch begünstigt wird.
In Anpassung an den Aufbau eines jeweiligen Zieles sind
fallweise andere als die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Wuchtgeschoßgestaltungen vorzunehmen und damit
weitere Merkmalskombinationen zu realisieren. In diesem Zusammenhang sind s-ämtliehe erwähnten Merkmale erfindungs—
wesentlich.