DE3490581T1 - Bewegungsenergie-Eindringkörper - Google Patents

Bewegungsenergie-Eindringkörper

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DE3490581T1
DE3490581T1 DE19843490581 DE3490581T DE3490581T1 DE 3490581 T1 DE3490581 T1 DE 3490581T1 DE 19843490581 DE19843490581 DE 19843490581 DE 3490581 T DE3490581 T DE 3490581T DE 3490581 T1 DE3490581 T1 DE 3490581T1
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chamber
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deformation
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DE19843490581
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Glenn B. Franklin Lake N.J. Goodfellow
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UTI Corp., Collegeville, Pa.
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Publication date
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/045Alloys based on refractory metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
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    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/06Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with hard or heavy core; Kinetic energy penetrators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
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    • F42B14/061Sabots for long rod fin stabilised kinetic energy projectiles, i.e. multisegment sabots attached midway on the projectile

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Description

ν?
ie-E i nd ringkörper
Hintergrund der Erfindung
Rs ist in der Technik der Metallbearbeitung alt und al-laeinein bekannt, Metalle und Legiern^-jen kalt zu verformen. Aus dem U.S. Patent 3,209,453 ist es bekannt, ein Werkstück vor der Endbearbeitung in einer Form zu verformen. Aus dem U.S. Patent 4,405,644 ist es bekannt, axialen Druck auf einen qesinterten Elektrodenformlinq aufzubrinqen, um im For ml .inq zwecks Reor ient ierung der Kornstruktur ein radiales Druckfließen zu bewirken.
Es wäre in hoch? tem ;J Maße erwünscht, die mechanischen F.iqenschaften von Metallen in einer vorhersehbaren Weise zu beeinflusse , um so, z. B., einen metallischen Eindringkörper zu erhalten, welcher eine vorherbestimmte, variable ■Festigkeit pntlanq seiner gesamten Länqe oder entlang nur eines Feiles seiner Länqe aufweist. Die Erfindung ist auf dieses Ziel gerichtet.
Zusammenfassung der PIrfindung
Die Erfindunq ist auf einen Bewegungsenergie-Eindringkörper gerichtet, der gemäß einem Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit und/oder zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften von Metallen und Legierungen in einer vorhersehbaren Weise, wie dies in den besagten Patentanmeldungen offenbart ist, herqestellt worden ist. Ein Werkstück wird hergestellt mit einem Vorformling und Dimensionen, die auf der Grundlage der gewünschten Festigkeit oder me-
chanischen Eigenschaften bestimmt sind, wobei die Länge des Werkstücks wesentlich größer ist als die Querabmessungen. Das vorgeformte Werkstück wird in pine geschlossene Kammer eingeführt, die die gewünschte endgültige Form definiert. Wenigstens ein Teil des Werkstückes befindet sich in einem Abstand vom Umfang der Wände, die die Kammer begrenzen, wobei die relativen Dimensionen des Abstandes durch das Ausmaß der Kaltverformung bestimmt werden, die erforderlich ist, um die gewünschte Festigkeit oder die gewünschten mechanischen Eiqenschaften in diesem Teil des Werkstückes zu erzielen.
Eine Stirnseite des Werkstückes gelangt unter die Einwirkung einer bewegbaren Wand der Kammer. Die bewegbare Wand der Kammer bringt eine kontinuierliche Druckkraft von ausreichender Größe zur Einwirkung, so daß das vorgeformte Werkstück deformiert wird und die Kammer am Ende des Druckhubes ausfüllt, wobei gleichzeitig die Länge verringert wird und das Volumen des Werkstückes konstant bleibt. Die Druckkraft wird mit einer Geschwindigkeit aufgebracht, bei welcher die Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfestigkeit des vorgeformten Werkstückes progressiv zunimmt. Gleichzeitig nimmt die Druckkraft mit zunehmender Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfestigkeit progressiv zu, bis der gesamte Umfang des Werkstückes mit den Wänden der Kammer in Berührung kommt und am Ende des Druckhubes die gewünschte Endgest?]t erlangt. Das auf diese Weise hergestellte Werkstück wird für die Herstellung eines Eindringkörpers verwendet.
Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Bewegungsenergie-Eindringkörper verfügbar ?.u machen.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, einen Eindringkörper verfügbar zu machen, der entlang seiner Länge vorhersehbar einstellbare mechanische Eigenschaften wie Festigkeit oder Härte aufweist.
Andere Ziele und Vorteile ergeben sich aus den folgenden Darlegungen.
Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein Werkstück enthält,
Fig. 2 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 1, nachdem es verformt worden ist,
Fig. 3 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein anderes Werkstück/enthält,
if
Fiq. 4 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 3, nachdem es verformt worden ist,
Fig. 5 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein anderes Werkstück enthält,
Fig. 6 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 5, nachdem es verformt worden ist,
Fig. 7 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein anderes Werkstück enthält,
Fig. 8 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 7, nachdem es verformt worden ist,
Fig. 9 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein anderes Werkstück enthält,
Fiq. 10 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 9, nachdem es verformt worden ist,
Fig. 11 ist die perspektivische Ansicht eines Werkstückes, welches das Spiralmuster aufweist, welches aus der Windungsinstabilität resultiert,
Fin. 12 ist die graphische Darstellung der Länqenzunahme über dem Prozentsatz der Vergrößerung der Fläche durch Kaltverformung einer 91%-Wolfram-Legierung,
Fig. 13 ist die qraphische Darstellung der End-Zugfestigkeit über den Prozentsatz der Vergrößerung der Querschnittsfläche durch Kaltverforung einer 91%-Wolfram-Legierung,
Fig. 14 ist eine qraphische Darstellung der Härte über den Prozentsatz der Ouerschnittsflache durch Kaltverformung einer 91%-Wolfram-Legierunq,
Fiq. 15 ist die Schemadarstellung eines Eindringkörpers, der aus einer Waffe mit glattem Lauf abgeschossen wird,
Fig. 16 die Vorderansicht eines Eindringkörpers, an welchem eine Führungshülse angebracht ist.
Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf die Einzelheiten der Zeichnung, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente angeben, ist in Fiq. 1 ein Teil einer Presse 10 dargestellt, die eine geschlossene Kammer 12 aufweist, deren Enden durch Wände 14
und 16 begrenzt sind. Wenigstens eine dieser Wände, z. B. die Wand 16, ist in Richtung auf die Wand 14 und von dieser weg bewegbar angeordnet. Innerhalb der Kammer 12 ist ein Werkstück 18 aus Metall angeordnet, welches kaltverformt werden soll.
Das Werkstück 18 ist zu einem Zylinder vorgeformt worden. Die Kammer 12 beqrenzt die gewünschte End-Umfangsgestalt des Werkstückes, bei dem es sich bei dieser Ausführungsform auch urn einen Zylinder handelt. Die Wand 16 wirkt auf eine Stirnfläche des Werkstückes 18 ein und bringt eine kontinuierliche Druckkraft von ausreichender Größe zur Einwirkung, um das vorgeformte Werkstück zu deformieren, so daß es am Ende des Druckhubes die Kammer 12 ausfüllt. Das Werkstück 18 erfährt gleichzeitig eine Verringerung seiner Länge, während sein Volumen unverändert bleibt, so daß es eine Endaestalt gemäß/der Darstellung in Fig. 2 aufweist, die mit 18' bezeichnest ist. Die Druckkräfte der Wand 16 werden ausreichend langsam zur Einwirkung gebracht, so daß die Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfestigkeit des. Werkstückes 18 progressiv zunimmt. Dies wiederum erfordert, daß die Druckkräfte mit zunehmender Streckfestigkeit bezüglich ihrer Größe progressiv zunehmen, bis der gesamte ümfana des Werkstückes 18 in Berührung mit den Wänden der Kammer 12 ist und die gewünschte Endgestalt am Ende des Druckhubes gemäß der Darstellung der Fig. 2 erreicht.
Bei buchstäblich jedem in der Praxis vorkommenden Konstruktionsproblem im Ingenieurbereich streben Ingenieure und Wissenschaftler Konstruktionen an, die Belastungen von Stäben, Pfeilern oder stabartigen Strukturen bis zu einer Höhe, bei welcher ein Knicken eintreten kann, ausschließen. Das Knicken von derartigen Stäben oder Säulen ist seit 200 Jahren allgemein bekannt.
Mathematische Kriterien für das Knicken von Stäben wurden zuerst von L. Euler im Jahre 1744 entwickelt. Die sich darauf beziehende Gleichung ist seitdem als die Euler-Gleichunq bekannt. Sie besagt einfacht, daß ein Stab eine gewisse Länge erreichen muß, bevor er durch sein eigenes oder durch ein aufagebrachtes Gewicht gebogen werden kann.
Die Euler'sche Formel hat über die Zeiten Bestand gehabt. Ursprünglich lautete sie gemäß (1)
(1) A..E.H. Love, Mathematical Theory of Elasticity, Dover Publication 1974
FL2 > 4 2B,
wobei F = Belastung in Pfund (lbs.)
L = Länge in Zoll
2 B = Biegesteifigkeit = EI (Lb-in ), worin
E = Elastizitätsmodul (Lb/in )
4 I = Trägheitsoment um die Biegeachse (in ).
In ihrer heutigen Form wird die Gleichung (2) folgendermaßen formuliert:
W = K EI
L
wobei W_o = Kritische Belastunq, jenseits welcher Knickung eintritt und
K = eine Konstante, die von der Art der Abstützung und der Belastung abhängt.
Tatsächlich wird der Wert von K_ für Bedingungen bei eingespanntem oder abgestütztem Ende mit axialer Belastung
2 mit (2) 39.48 angegeben, welches genau 4 ist, so daß
wcr - 4 2 Il
L2
genau die Euler-Gleichung ist.
(2) Alexander Blake, Practical Stress Analysis in Enqineerinq Design, Marcel Dekker, Inc. 1982.
Es ist eine in der Literatur betonte Tatsache, daß die kritische Knickbelastung W_, proportional dem Elastizitätsmodul E, dem Abschnitts-Trägheitsmoment I und umgekehrt
proportional der Stablänge zum Quadrat 1/L und abhängig von der Streckfestiqkeit bzw. Formänderungsfestigkeit des Materials ist. Es wird weiterhin betont, daß das kritische Knicken bei einer Belastung auftritt, die unter den Werten einachsiger Streckspannung liegt.
Ich habe allein festgestellt, daß das Ausmaß der Deformationskraft, die notwendig ist, um die gewünschte Endgeometrie und somit die mechanische Eigenschaften zu erreichen, dadurch erzielt werden kann, daß jene Elemente der Stabknickung ausgenutzt werden, die in das Ingenieurwesen betreffenden Büchern als verbotene Bereiche angegeben sind. So wurde z. B. ein Werkstück aus Schwermetall auf Wolframbasis mit einem Ausgangsdurchmesser von 0,32 Zoll in der Preßform angeordnet, deren Durchmesser 0,38 Zoll beträgt, wobei eine Druckkraft axial aufgebracht wurde. Nach Drücken von etwa 25% der Gesamtdeformation wurde festgestellt, daß die Deformation keine einheitliche Kompression darstellte, vielmehr erfolgte die Deformation durch scheinbares Knicken, bis die Formwandung als Hindernis wirkte, worauf das Werkstück sich spiralförmig mit durchaus einheitlicher Ganghöhe von Ende zu Ende weiterverformte. Vgl. Fig. 11. Die endgültige Deformation erfolgte durch Druckbeanspruchung. Der Einfachheit halber definiere ich diesen spiralförmigen Deformationszyklus als Windungsinstabilität mit nachfolgender Druckbeanspruchung, bis die endaültige Form erreicht ist.
Bei einem typischen Beispiel wurde das Werkstück 18 aus einer 94%-igen Legieruna auf Wolframbasis mit einer Länge von 5,49 Zoll und einem Durchmesser von 0,345 Zoll herge-
stellt. Das Werkstück 18' hatte eine Länge von 4,50 Zoll und einen Durchmessser von 0,381 Zoll. Die Härte war entlang Beiner gesamten Länge sehr einheitlich; sie variierte zwischen 39 und 40 R .
In Fiq. 3 ist ein anderes Werkstück in der Kammer 12 dargestellt. Das Werkstück 20 wies einen kleineren Durchmesser auf als das werkstück 18. Aus ihm wurde das Werkstück 20" nach Druckbeanspruchung und Kaltverformung geformt. Der Effekt hinsichtlich der Härte war im wesentlichen der gleiche wie der, der in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 erzielt worden war. Jedoch nahm die Härte in gleicher Weise zu, wie der Prozentsatz der Kaltverformung zunahm. Vgl. Fig. 14.
In Fiq. 5 ist ein ähnliches Werkstück 24 in der Kamer 12 darqestellt. Das Werkstück 24 hat die Gestalt eines Keqelstumpfes, der aus 94%-Wolfram-Leqierung besteht. Nach dem Zusammendrücken ist das resultierende Werkstück 44" ein ZyIinder,wobei jedoch seine Härte in Richtung von seinem oberen Ende zu seinem unteren Ende in Fig. 6 progressiv zunimmt, wobei die Rft-Werte bei A, B und C 66, 69 und 72 betruqen. Di^.Zugfestigkeit bei A war 135000 psi bei 25% Längunq und 200000 psi. bei 2% Längung bei C.
In Fig. 7 ist dip Prosse 8 mit einer Kammer versehen, die durch einen zylindrischen Abschnitt 30 und einen konischen Abschnitt 42 gebildet wird. Die Kammer wird durch eine bewegbare Wand 44 abgeschlossen. Das Werkstück 48 ist ein Zylinder, dessen Länge größer ist als die Länge des zylindrischen Abschnittes 40. Ein Ende ist eben, wohingegen das andere Ende konisch ausgebildet ist. Der Durchmesser des zylindrischen Werkstückes 48 ist wesentlich qeringer als der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 40. Nach dem Zusammendrücken ergibt sich das geformte Werkstück 48'
mit einem zylindrischen Abschnitt 50 und einem konischen Abschnitt 52. Der konische Abschnitt 52 stimmt mit der Gestalt des konischen Abschnittes 42 der Kammer überein, während der zylindrische Abschnitt 50 mit der Gestalt des zylindrischen Abschnittes 40 der Kammer übereinstimmt. Die Härte entlang dem zylindrischen Abschnitt 50 des Werkstückes 48' war wie folqt: Nach dem Zusammendrücken ergab sich keine Änderung der Härte des Werkstückes 48' hinsichtlich des Bereiches AB. Von B nach C nahm die Härte zu. Sie bildete ein Maximum von C bis D.
In Fia. 9 ist eine ähnliche Presse 26 dargestellt, die beweqbare wände 28 und 29 aufweist, die eine abgeschlossene zylindrische Kammer 30 begrenzen. Das Werkstück 36 hat einen zylindrischen Abschnitt 33 und einen konischen Abschnitt 35. Nach dem Zusammendrücken hatte das Werkstück 36' R -Härtewerte wie in Fig. 10 anqegeben bei A 69,5, bei B 70 und bei C 72. Im Bereich AB betrug die Zugfestigkeit 165000 psi. bei 10% Länqung und bei C betrugt die Zugfestigkeit 200000 psi. bei 2% Längung.
Fig. 1? ist eine qraphische Darstellung der Längung über dem Prozentsatz die Änderung der Querschnittsfläche, wobei die Endgröße des Werkstückes 0,364 Zoll im Durchmesser und 4,5 Zoll in der Länge war. Fiq. 13 zeigt eine Beziehung zwischen der End-Zugfestigkeit und der prozentualen Änderung der Querschnittsfläche für das letztgenannte Werkstück. Fig. 14 ist die graphische Darstellung der Härte über dem Prozentsatz der Änderung bezüglich der Querschnittsfläche für das letztgenannte Werkstück. Die Figuren 12 - 14 beziehen sich auf ein Legierungswerkstück mit 91% Wolfram.
- Vl -
Versuchserqebnisse haben gezeigt, daß es keinen Unterschied qibt,ob nur eine oder beide Wandunqen an einander gegenüberliegenden Enden der Kammer sich bewegen. Die Formaebunqsgeschwindiqkeit war kein bedeutsamer Paktor. Im wesentlichen qleiche Ergebnisse wurden erzielt, wenn das Werkstück gegenüber der Achse der Kammer versetzt angeordnet war im Vergleich zu einer Anordnung entlang der Achse der Kammer. In allen Fällen nahm die Härte proportional zur Kaltverformung zu, wie dies in Fiq. 14 dargestellt ist.
Die Erfindung erleichtert Änderungen bezüglich Festigkeit oder Härte in einer vorherbestimmten Weise an vorherbestimmten Punkten entlang der Länge des Werkstückes. Für die Anwendunq der Erfindung ist kein spezielles Werkzeug erforderlich. So kann die Erfindung mit einer üblichen hydraulischen oder mechanischen Presse ausgeführt werden. Die Erfindunq kann Funktionen wirksamer und wirtschaftlicher erfüllen, die bislanq durch Gesenkdrücken oder Schmieden erreicht wurden, wobei darüber hinaus Ergebnisse erzielbar sind, die durch diese Verfahren nicht erzielbar sind, wie z. B. ausgezeichnete Oberflächenbeschaffenheit, Minimum an Abfall an den Enden, Einstellbarkeit von Durchmesser und Länqe innerhalb enqer Grenze, Herstellung von Stäben mit einstellbaren variablen mechanischen Eigenschaften.
Die Arbeitsweise zur Herstellung eines einfachen Zylinders wie das Werkstück 18'ist wie folgt: Feststellung des qewünschten Durchmessers und der gewünschten Länge wie durch Durchmesser D2 und Länge L2 definiert nach Druckbeanspruchung. Unter Berücksichtigung der geforderten Festigkeit ist die notwendige Änderung hinsichtlich der Fläche zu bestimmen, beispielsweise aus der graphischen Darstellung
der Fiq. 13. Alsdann ist der erforderliche Durchmesser
zu wählen.
lumenformel:
zu wählen. Errechne Ausqangslänqe L- aus der Konstantvo
(Ο,,2
Dann ist das Werkstück mit den Dimensionen D1 und L- zu fertiaen. Dann wird das Werkstück in einer geschlossenen Kammer gemäß vorstehender Beschreibung gedruckt.
Somit erleichtert die Erfindung das Herstellen nach Kundenerfordernissen durch Kaltverformunq von Metallen auf eine vorher bestimmte Festigkeit. Die Geschwindigkeit, mit welcher die bewegbare Wand 16 bewegt wird, kann nach Wunsch variieren, und zwar in Abhängigkeit von der Festigkeit der eingesetzten Materialien. Eine typische Bewegungsgeschwindiqkeit der Wanduna 16 ist im Bereich von 0,05 bis 200 Fuß (15 mm bis 6000 cm) pro Minute. Das Metall für die vorbeschriebenen Werkstücke kann eine Wolframlegierung, ein WoIframverbund, Uran, Stahl oder eine andere Legierung hoher Festigkeit sein.
Die vorgeformten Metallwerkstücke können durch eine Verfestigung von Wolfram enthaltendem Pulver durch ein allqemein als Sintern bekanntes Verfahren hergestellt werden. Sintern vonPulver schließt das Verfestigen von pulverisiertem Metall in einer Anzahl von Verfahrensvariationen ein einschließlich Heißsintern, Sintern unter Druck und bekannt als Heißpressen, Sintern ohne Druck und heißes isostatisches Pressen.
Bei Verbundmaterialien kann der Prozenzsatz an Kupfer über einen weiten Bereich, z. B. 5 - 50% variiert werden. Günstige Ergebnisse wurden erzielt bei Verwendung von 70%
Wolfram und 30% Kupfer in Pulverform, die in der vorbeschriebenen Weise behandelt wurden. In den Figuren 15 und 16 ist ein Beispiel eines Bewequnqsenergie-Eindringkörpers 60 darqestellt, der aus einem oder mehreren der Endexemplare herqestellt worden ist, die gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren erhalten wurden. Der Eindr inqkörper 60 kann als Waffe zur Panzerbekämpfunq oder als andere militärische Eindrinqwaffe verwendet werden, wenn er gemäß der vorstehenden Beschreibung und unter Verwendung der vorerwähnten WoIframleqierunq herqestellt worden ist. Das hier offenbarte Verfahren erlaubt die Herstellung eines Eindrinqkörpers mit folgenden Merkmalen: Vorderes Ende und rückseitiges Ende sehr hart, wobei der mittlere Abschnitt weniqer hart ist und eine höhere Länqung aufweist; vorderes Ende sehr hart mit weicherem Mittelabschnitt und sehr weichem rückwärtiqem Ende.
Der Eindrinqkörper 60 kann ein spitzzulaufendes Vorderteil 62 aufweisen. Wenn er mit einer Waffe mit glattem Lauf verwendet wird, kann der Eindringkörper mit einen Stabilisator und Führunqsrinq versehen sein. Ein stabilisierender Endkonus 64 aus einem Metall, wie z. B. Aluminium, ist an dem dem Vorderteil 62 abgekehrten Ende des Projektils angebracht. Eine Führungshülse 66 umfaßt die mit Rippen versehene Fläche 68 im mittleren Abschnitt des Eindringkörpers 60. Die Führunqshülse 66 wird vorzugsweise aus zwei oder mehr Abschnitten hergestellt und mit zylindrischen Flächen 67 versehen, die an der glatten Bohrung einer Waffe 70 anlieqen. Wenn das Projektil 60 aus der Waffe 70 abgeschossesn wird, überträgtdie Führungshülse 66 die Kraft der Antriebsgase auf den Eindrinqkörper. Danach zerfällt der Führunqsrinq in die Teile qemäß Darstellung in Fiq. 14.
Der Eindrinqkörper 60 kann mit einer explosiven Ladung versehen sein, die eine geeignete Verzögerung aufweist, so daß die Explosion eintritt nach Eindringen durch das Vorderteil 62. Die Waffe 70 kann stationär oder auf einem Fahrzeug, z. B. einem Tank oder einem Flugzeug montiert sein. Anstelle des stabilisierenden Endkonus können stabilierendp Flossen verwendet werden.
Die Erfindung kann in anderen speziellen Ausführungsformen realisiert werden, ohne den Bereich der Erfindung oder notwendige Attribute derselben zu verlassen, so daß demzufolge Bezug auf die beiqefügten Ansprüche und nicht auf die vorqehende Beschreibung genommen werden soll, um den Umfang der Erfindung zu bestimmen.

Claims (12)

Patentansprüche :
1. Vorrichtung bestehend aus einem Bewegungsenergie-EindringkÖrper, dessen Länqe wenigstens fünfmal so groß ist wie sein Durchmesser, wobei der Eindringkörper derart kaltverforrnt ist, daß er eine Festigkeit aufweist, die entlanq seiner Längserstreckung in vorherbestimmter Weise durch folgendes Verfahren erreicht worden ist:
(a) Herstellung eines metallischen Werkstückes, dessen Vorformunq und Dimension auf der Basis der gewünschten Festigkeit und mechanischen Eigenschaften bestimmt werden,
(b) Einführen dieses vorqeformten Werkstückes in eine geschlossene Kammer, die die gewünschte End-Umfangsgestalt definiert, wobei wenigstens ein Teil des Umfangs des vorqeformten Werkstückes in einem Abstand von wenigstens einem Teil der Wandungen, die die Kammer definieren, angeordnet wird und die relativen Abmessungen des Abstandes durch das Ausmaß der Kaltverformung bestimmt werden, welches erforderlich ist, um die gewünschte Festigkeit oder die qewünschten mechanischen Eigenschaften in diesem Abschnitt des Werkstückes zu erreichen,
(c) Zusammenwirken einer Stirnfläche des Werkstückes mit wenigstens einer bewegbaren Wand der Kammer und Aufbringen einer kontinuierlichen Druckkraft durch diese Wand mit ausreichender Größe, um das vorgeformte Werkstück zu deformieren und die Kammer am Ende des Druckhubes auszufüllen,
(d) Aufbrinqen der Druckkraft durch Beweqen der bewegbaren Wand der Kammer, so daß die Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfest iqkeit des Werkstückes progressiv zunimmt, und progressives Vergrößern der Stärke der Kraft mit zunehmender Streck festigkeit, bis der gesamte Umfang des Werkstückes die Wandungen berührt.
2. Vorrichtunq nach Anspruch 1, bei welcher die Schritte (c) und (d) eine Deformation des Werkstückes einschlossen derart, daß alle Querabmessungen um denselben Prozentsatz während der Druckbeanspruchung zunahmen.
3. Vorrichtunq nach Anspruch 1, bei welcher die Schritte (c) und (d) die Verformung des Werkstückes einschlossen derart, daß Querabmessungen um unterschiedliche Prozentsätze während des Zusammendrückens zunehmen.
4. Vorrichtunq nach Anspruch 1, bei welcher die Schritte (c) und (d) in solcher Weise durchgeführt wurden, daß die Geschwindigkeit der beweqbaren Wand ausreichend niedrig ist, so daß das Werkstück eine Windungsinstabilität bei Zunahme seiner Querabmessungen aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher Schritt (a) das Verfestiqten von Pulver einschließt, um ein Metallwerkstück herzustellen, welches Wolfram enthält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher Schritt (a) das Sintern von Pulvern von Wolfram, Nickel, Eisen und Kobalt einschließt.
7. Vorrichtung räch Anspruch 1, bei welcher der Eindringkörper einen spitz zulaufenden Ansatz an einem Ende und stabilisierende Mittel an seinen* anderen Ende aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Härte des Eindringkörpers nahe den stabilisierenden Mittel im wesentlichen dip Ausgangshärte des vorgeformten Werkstückes ist, welches durch Schritt (a) erhalten wurde.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher der Eindringkörper aus einer Wolfram-Legierung hergestellt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher Schritt (a) die Herstellung eines Werkstückes aus Uran, Stahl oder anderer hochfester Legierungen einschließt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, die die Verwendung eines vorgeformten Werkstückes einschließt, dessen Länge wesentlich größer ist als seine Querabmessungen, wobei die bewegbare Wand mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die ausreichend niedrig ist, damit das Werkstück bei der Vergrößerung seiner Querabmessungen Windungsinstabilität aufweist und der Schritt (a) in einer Weise durchgeführt wird, daß die Schritte (c) und (d) ein Werkstück herstellen, dessen Härte entlang seiner Länge in einem vorherbestimmten Bereich variiert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher die Schritte (c) und (d) derartig angewendet werden, daß ein Knicken des Werkstückes verursacht und am Ende des Druckhubes ein Artikel hergestellt wird, der an einem vorherbestimmten Punkt eine vorherbestimmte Härte aufweist.
DE19843490581 1983-12-16 1984-10-09 Bewegungsenergie-Eindringkörper Withdrawn DE3490581T1 (de)

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