DE3051030C2

DE3051030C2 - Guide cage for sub-calibre, flight stabilised projectile - has longitudinal slits terminating short of the rear end, leaving points of intentional weakness

Info

Publication number: DE3051030C2
Application number: DE3051030A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Bisping; Klaus 4156 Willich Gersbach; Patrick Montier; Pierre André Bourges Moreau; Jean-Claude St. Doulchard Sauvestre; Walter 5100 Aachen Simon; Peter Dipl.-Ing. 4000 Düsseldorf Wallow
Original assignee: Rheinmetall GmbH; Direction General pour lArmement DGA
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1980-09-03
Filing date: 1980-09-03
Publication date: 1987-04-23
Also published as: DE3051030A1

Abstract

Drive cage (1) for a sub-calibre wing-stabilised missile is joined to the latter by the central thread and is made e.g. of aluminium or titanium. It is divided by three slots at a 120 deg.C spacing, produced by a slitting cutter (58) to a depth which leaves remanents of metal (20,50) at each end, bridging the slits. To prevent leakage of the propellant gases, the slits are filled during the presence in the barrel by shims shaped exactly to suit the contours of the slit; they are held in position by clips (with intentionally weak spot) in the groove (37). On leaving the barrel, the drive cage breaks up on three parts.

Description

Die Erfindung betrifft einen Treibkäfig fur ein unterkalibriges Geschoß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a sabot for a sub-caliber projectile according to the preamble of patent claim 1.

Bei einem derartigen aus der DE-OS 29 24 036 bekannten Treibkäfig werden zu dessen Herstellung zunächst im Bereich gleichmäßig in Umfangsrichtung auf einem unterkalibrigen Geschoßrumpf verteilt angeordneter und hintereinander im Geschoßrumpf eingearbeiteter Formschlußmittel Metallsegmente gegossen, während die Freiräume zwischen den Metallsegmenten und die äußere Kontur der Segmente in einem sich anschließenden Arbeitsgang derartig durch Kunststoff ausgegossen werden, daß sich ein geschlossener Kunststoffmantel bildet. Der Kunststoffmantel ist außenseitig mit Ausnehmungen versehen, deren über den gesamten Längenbereich des Mantels sich erstreckender Zerreißquerschnitt sich jedoch ungünstig hinsichtlich eines schnellen und kontrollierten Loslösevorganges des Treibkäfigs vom Geschoß nach Verlassen des Rohres auswirken kann. Ein weiterer Nachteil dieser Treibkäfiganordnung besteht darin, daß durch das Ausgießen der separaten und mit Rippen versehenen Metallsegmente und des mit Aussparungen versehenen Kunststoffmantels auf dem Geschoßrumpf, insbesondere bei ungünstiger Temperaturführung, die Gefahr einer Lunkerbildung besteht, wodurch die Übertragung hoher Gasdrücke gefährdet ist. Die direkte und unlösbare Verbindung der Metallsegmente auf dem Geschoßrumpf erschwert desweiteren eine einfache Kontrolle auftretender Lunker. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei den Metallsegmenten neben stabilisierenden Längsrippen zusätzlich im vorderen Bereich eine Querschnittsvergrößerung und somit eine weitere, den Totlastanteil des Treibkäfigs erhöhende, Formgebung vorgesehen ist.In the case of a sabot of this type known from DE-OS 29 24 036, metal segments are first cast in the area of form-locking means that are evenly distributed in the circumferential direction on a sub-caliber projectile body and incorporated one after the other in the projectile body, while the free spaces between the metal segments and the outer contour of the segments are filled with plastic in a subsequent operation in such a way that a closed plastic jacket is formed. The plastic jacket is provided with recesses on the outside, the tear cross-section of which extends over the entire length of the jacket, however, can have an unfavourable effect on a quick and controlled detachment of the sabot from the projectile after it leaves the barrel. A further disadvantage of this sabot arrangement is that by casting the separate metal segments provided with ribs and the plastic jacket provided with recesses on the projectile body, there is a risk of cavities forming, particularly if the temperature is unfavourable. This puts the transfer of high gas pressures at risk. The direct and permanent connection of the metal segments to the projectile body also makes it difficult to easily check for any cavities that may occur. A further disadvantage is that the metal segments have not only stabilizing longitudinal ribs, but also an enlarged cross-section in the front area, thus providing a further shape that increases the dead load of the sabot.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen und gewichtssparenden Treibkäfig herzustellen, dessen Kunststoffmantel sicher an definierten Sollbruchstellen zerbricht.The object of the invention is to produce a simple and weight-saving sabot whose plastic casing breaks safely at defined predetermined breaking points.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebene Erfindung. Die Unteransprüche nennen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.This problem is solved by the invention specified in the characterizing part of the patent claim. The subclaims name advantageous embodiments and further developments of the invention.

Die Erfindung zeichnet sich vorteilhaft bereits dadurch aus, daß ein zunächst ungeschlitztes rotationssymmetrisches metallisches Zentralteil des Treibkäfigs innenseitig mit Gewinde versehen ist und dadurch eine vom Geschoß unabhängige Treibkäfigfertigung sowie eine einfache Materialkontrolle ermöglicht werden.The invention is advantageously characterized by the fact that an initially unslotted, rotationally symmetrical metallic central part of the sabot is provided with a thread on the inside, thus enabling sabot production independent of the projectile and simple material control.

Der aus Verbundwerkstoff hergestellte Treibkäfig ist derartig ausgebildet, daß er am Geschoßumfang und am schrägen Heck während des Rohrausstoßes eine hohe Festigkeit und zum vorderen Bereich hin stetig gewichtsreduzierend eine geringere Dichte aufweist, wobei diese Eigenschaften in besonders einfacher Weise in einem vom Heck bis zur vorderen Metallbrücke reichenden Längenbereich durch eine stetige Verringerung des Durchmessers des aus Leichtmetall bestehenden Zentralteils erreicht wird.The sabot made of composite material is designed in such a way that it has a high strength at the projectile circumference and at the sloping tail during the tube ejection and a lower density towards the front area, which steadily reduces the weight, whereby these properties are achieved in a particularly simple manner in a length range extending from the tail to the front metal bridge by a steady reduction in the diameter of the central part made of light metal.

Der Verbundwerkstoff Stahl ist innerhalb des Treibkäfigs ebenfalls belastungsabhängig und gewichtssparend durch Blechelemente angeordnet, welche die zur Werkstoffbrückenbildung von außen eingebrachten Schlitze nicht nur abdichten, sondern auch auf einfache und gewichtssparende Weise den Kunststoffmantel stabilisieren.The composite steel material is also arranged within the sabot in a load-dependent and weight-saving manner using sheet metal elements, which not only seal the slots introduced from the outside to form the material bridge, but also stabilize the plastic casing in a simple and weight-saving manner.

Die Fertigung der Schlitze von außen gewährleistet an der Vorderseite der Lufttasche die Ausbildung einer Werkstoffbrücke aus Kunststoff, wodurch sich die durch die Schlitze vorsegmentierten Treibkäfigsegmente sicher und definiert nach Verlassen des Rohres vom Geschoßrumpf lösen.The production of the slots from the outside ensures the formation of a plastic material bridge at the front of the air pocket, whereby the sabot segments pre-segmented by the slots detach safely and in a defined manner from the projectile body after leaving the tube.

Die Erfindung wird anhand einer in der nachstehend aufgeführten Zeichnung dargestellten Treibkäfiganordnung des näheren erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a sabot arrangement shown in the drawing below.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1: in einer Aufsicht eine aus drei Segmenten bestehende Treibkäfiganordnung, Fig. 1: a plan view of a sabot arrangement consisting of three segments,

Fig. 2: eine Seitenansicht der Treibkäfiganordnung gemäß der in Fig. 1 angegebenen Richtung II, Fig. 2: a side view of the sabot arrangement according to the direction II indicated in Fig. 1,

Fig. 3: einen längsaxialen Schnitt der Treibkäfiganordnung entlang der in Fig. 2 mit III- III gekennzeichneten Linie. Fig. 3: a longitudinal axial section of the sabot arrangement along the line marked III-III in Fig. 2.

In den Fig. 1, 2 und 3 weist ein rotationssymmetrischer Treibkäfigkörper 1 mit einer zentralen Bohrung 26 einen geschlossenen umlaufenden Mantel 57 aus Kunststoff auf, welcher mit einem aus einer Leichtmetallegierung bestehenden Zentralteil 22 entlang einer zum vorderen Bereich hin im Durchmesser stetig abnehmenden Außenfläche 23 durch Gießen, Spritzen oder dgl. verbunden ist und somit einstückig einen Verbundwerkstoff bildet. Die Werkstoffwahl wird durch die Forderung nach ausreichender mechanischer Festigkeit bei möglichst geringer Dichte bestimmt. Es empfiehlt sich für das Zentralteil 22 eine Leichtmetallegierung auf der Basis von Aluminium oder Titan herzustellen. Als Kunststoff empfiehlt sich beispielsweise ein Epoxidharz, welches mit Fasern aus Glas, Kohlenstoff oder Kunststoff verstärkt sein kann.In Fig. 1, 2 and 3, a rotationally symmetrical sabot body 1 with a central bore 26 has a closed, circumferential casing 57 made of plastic, which is connected to a central part 22 made of a light metal alloy along an outer surface 23 that decreases in diameter continuously towards the front area by casting, injection molding or the like, thus forming a composite material in one piece. The choice of material is determined by the requirement for sufficient mechanical strength. with the lowest possible density. It is recommended to produce a light metal alloy based on aluminum or titanium for the central part 22. An epoxy resin, for example, which can be reinforced with fibers made of glass, carbon or plastic, is recommended as a plastic.

Neben dem Vorteil verringerten Gewichts ergibt sich vorteilhaft desweiteren eine einfache Treibkäfigfertigung. Der Treibkäfigkörper 1 enthält 3 radiale Schlitze 60, welche von außen mit einem Schlitzfräser eingebracht werden; zum Verdeutlichen ist in Fig. 3 der Umfang 5 B eines Schlitzfräsers eingezeichnet. Durch die Schlitze 60 werden drei gleiche Segmente 2, 4 und 6 gebildet. Vorderseitig eines Vorderbereichs 10 ist eine Lufttasche 12 mit einer Außenwand 14 und einer Anströmfläche 16 angeordnet, welche in einer Vorderkante 18 enden. Die Außenwand 14 ist einstückig mit dem Zentralteil 22 verbunden. Der Zentralteil 22 erstreckt sich entlang einer zentralen Achse A zwischen einer Vorderkante 28 und einer Hinterkante 48. Ein Flansch 34 ist einstückig mit dem Zentralteil verbunden. Er ist umfangsseitig mit einer zweiteiligen Aufnahmenut 36 für ein Führungs- und/oder Dichtelement 35 versehen. Eine rückseitige Gasdruckaufnahmefläche 3 B endet in der Hinterkante 48. Die Schlitze 60 sind derartig angeordnet, daß im Bereich der Vorderkante 18 der Lufttasche 12, im Bereich der Vorderkante 28 des Zentralteils 22 und im Bereich der Hinterkante 48 jeweilige Werkstoffbrücken 20, 30 und 50 verbleiben, welche nach der Art von Sollbruchstellen die Einstückigkeit des Treibkäfigkörpers 1 gewährleisten. Die Werkstoffbrücke 30 wird dabei von der Vorderkante 28 und die Werkstoffbrücke 50 von der Hinterkante 48 des Zentralteils 22 gebildet, während die vordere Werkstoffbrücke 20 an der Vorderkante 18 der Lufttasche 12 von dem Kunststoffmantel 57 gebildet wird.In addition to the advantage of reduced weight, this also advantageously results in simple sabot production. The sabot body 1 contains 3 radial slots 60 which are made from the outside with a slot milling cutter; for clarity, the circumference 5 B of a slot milling cutter is shown in Fig. 3. Three identical segments 2 , 4 and 6 are formed by the slots 60. An air pocket 12 with an outer wall 14 and an inflow surface 16 which end in a front edge 18 is arranged at the front of a front region 10. The outer wall 14 is integrally connected to the central part 22. The central part 22 extends along a central axis A between a front edge 28 and a rear edge 48. A flange 34 is integrally connected to the central part. It is provided on the circumference with a two-part receiving groove 36 for a guide and/or sealing element 35 . A rear gas pressure absorption surface 3B ends in the rear edge 48. The slots 60 are arranged in such a way that in the area of the front edge 18 of the air pocket 12 , in the area of the front edge 28 of the central part 22 and in the area of the rear edge 48 , respective material bridges 20 , 30 and 50 remain, which ensure the one-piece construction of the sabot body 1 in the manner of predetermined breaking points. The material bridge 30 is formed by the front edge 28 and the material bridge 50 by the rear edge 48 of the central part 22 , while the front material bridge 20 at the front edge 18 of the air pocket 12 is formed by the plastic casing 57 .

Zum formschlüssigen Verbinden mit einem nicht dargestellten Fluggeschoß ist die zentrale Bohrung 26 mit einem Gewinde 54 versehen. Um beim Abfeuern den Treibgasen keinen unzulässigen Durchgang durch die Treibkäfiganordnung zu gewähren, werden die Schlitze 60 vorteilhafterweise mit einem Blechelement 3 versehen. Das Blechelement 3 ist beispielsweise derart aus Stahlblech ausgestanzt, daß es die Kontur des Treibkäfigkörpers 1 im Bereich der jeweiligen Schlitze 60 vervollständigt und sich dabei an der jeweiligen Werkstoffbrücke 20, 30 und 50 anlegt sowie durch eine nicht näher dargestellte Profilierung im Bereich einer Schmalfläche das Gewinde 54 vervollständigen kann. Ein in die Doppelnut 36 eingebrachtes und mit Sollbruchstellen versehenes, geschlossenes Führungsband 37 fixiert das Blechelement 3 in dem jeweiligen Schlitz 60.The central bore 26 is provided with a thread 54 for positive connection to a flying projectile (not shown). In order to prevent the propellant gases from passing through the sabot arrangement when fired, the slots 60 are advantageously provided with a sheet metal element 3. The sheet metal element 3 is, for example, punched out of sheet steel in such a way that it completes the contour of the sabot body 1 in the area of the respective slots 60 and thereby rests against the respective material bridge 20 , 30 and 50 and can complete the thread 54 by means of a profiling (not shown in more detail) in the area of a narrow surface. A closed guide band 37 introduced into the double groove 36 and provided with predetermined breaking points fixes the sheet metal element 3 in the respective slot 60 .

Claims

1. Sabot for a sub-caliber projectile with a body made of composite material provided with recesses for pre-segmentation, which contains metal segments in the area near the projectile, which have form-locking means that interact with the circumference of the projectile and are connected to one another in the front and rear areas via metal bridges, and are enclosed in the area near the projectile by a plastic jacket, which forms an air pocket in the front area, characterized in that the plastic jacket ( 57 ) and a central part ( 22 ) made of light metal encased by it jointly form sabot segments ( 2 , 4 , 6 ) by means of slots ( 60 ) made from the outside, the slots ( 60 ) being arranged in such a way that the sabot segments ( 2 , 4 , 6 ) are connected to one another by a further material bridge ( 20 ) made of plastic arranged on the front edge ( 18 ) of the air pocket ( 12 ), and the slots ( 60 ) are filled with sheet metal elements ( 3 ) for sealing, which together with the central part ( 22 ) form positive locking means in the form of a thread ( 54 ).

2. Sabot according to claim 1, characterized in that the material bridges ( 20 , 30 , 50 ) in the region of the respective slot ( 60 ) contain a contact surface for the sheet metal element ( 3 ) corresponding to the circumference of a slot milling cutter.

3. Sabot according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic casing ( 57 ) in the area of the sabot segments ( 2 , 4 , 6 ) is closed all the way around on the outside and is connected on the inside to a central part outer surface ( 23 ) which continuously reduces the weight of the central part ( 22 ), the diameter of the outer surface ( 23 ) decreasing continuously in a length range extending from a rear sealing element ( 35 ) of the same caliber of the central part ( 22 ) to the front metal bridge ( 30 ).