DE3808052C1

DE3808052C1 - Projectile-forming insert

Info

Publication number: DE3808052C1
Application number: DE19883808052
Authority: DE
Inventors: Klaus Lindstaedt
Original assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1999-07-08
Anticipated expiration: 2008-03-12
Also published as: GB2332037B; FR2775069A1; GB2332037A9; FR2775069B1; GB8900700D0; GB2332037A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einlage gemäß dem Oberbegriff des An spruches 1.The invention relates to an insert according to the preamble of the An saying 1.

Eine solche Einlage ist aus der US-PS 4 590 861 bekannt; der bevor zugte munitionstechnische Einsatz einer projektilbildenden Einlage in Suchzündermunition ist etwa in der US-PS 4 587 902 beschrieben. Die aus Eisen bestehende, hohlkugelkappenförmige Einlage weist in Umfangsrichtung eine Folge von Regionen unterschiedlicher Material stärken auf, um, bei der Faltungs-Umformung der Einlage zum Projektil, in Umfangsrichtung unterschiedliche Materialverdichtungszonen und dadurch die Ausbildung flugstabilisierender Stummelflügel am Projektil- Heck zu erzielen. Diese Lösung hat sich als sehr funktionstüchtig erwiesen; von Nachteil ist jedoch der Fertigungsaufwand für eine, im Interesse symmetrischer Projektilausbildung, exakt rotations symmetrische Verteilung der in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Zonen unterschiedlicher Materialstärken. Vor allem aber ist funktionell von Nachteil, daß bei Übergang auf Material größerer Dichte wie Kupfer oder gar Tantal die Umformung der Kugelkappe kein flugstabiles Projektil ergibt, sondern ein quasi-zylindrisches oder flach-kegel stumpfförmiges Gebilde, mit vor oder dicht bei seinem Schwerpunkt liegendem aerodynamisch-wirksamem Druckpunkt. Die an sich günstigere höhere Masse des Projektils kann also im Ziel nicht hinreichend zur Wirkung gelangen, weil das Projektil nicht richtungsstabil fliegt und deshalb nicht oder jedenfalls nicht axial auf das Ziel trifft.Such an insert is known from US Pat. No. 4,590,861; the before Moved ammunition-technical use of a projectile-forming insert in search detonator ammunition is described, for example, in US Pat. No. 4,587,902. The iron, hollow spherical cap-shaped insert shows in Circumferential direction a sequence of regions of different material strengthen, in order, when folding the insert into projectile, different material compression zones in the circumferential direction and thereby the formation of flight-stabilizing stub wings on the projectile To achieve stern. This solution has proven to be very functional proven; a disadvantage is the manufacturing effort for a in the interest of symmetrical projectile formation, exactly rotations symmetrical distribution of the successive ones in the circumferential direction Zones of different material thicknesses. But most of all it is functional disadvantageous that when changing to material of greater density such Copper or even tantalum the reshaping of the spherical cap is not a stable flight Projectile results, but a quasi-cylindrical or flat cone frustum-shaped structure, with in front or close to its center of gravity lying aerodynamically effective pressure point. The cheaper in itself higher mass of the projectile cannot be sufficient in the target come into effect because the projectile does not fly in a stable direction and therefore not or at least not axially hits the target.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine rotationssymmetrische Einlage zur Umformung in ein Projektil hoher Wirkung selbst im hartgepanzerten Zielobjekt anzugeben, deren Fertigungsaufwand - insbesondere auch in Hinblick auf schwer bearbeitbare Einlagen-Metalle - reduziert ist und die insbesondere eine Umformung in ein flugstabiles Projektil erbringt. The invention is based on the knowledge of these circumstances based on a rotationally symmetrical insert for forming into a Specify high impact projectile even in the hard-armored target, their manufacturing costs - especially with regard to heavy editable insert metals - is reduced and in particular transforms into a flight-stable projectile.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Einlage gattungsgemäßer Art gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 und/oder des Anspruches 10 ausgestaltet ist.According to the invention, this object is essentially achieved by that the insert of a generic type according to the labeling part of claim 1 and / or of claim 10.

Die Lösung beruht auf der Überlegung, daß es des beschriebenen fertigungs technischen Aufwandes für die Einlage, zum Erzielen eines im Quer schnitt sternförmigen Stummelflügel-Hecks am Projektil, nicht bedarf, wenn nur Sorge getragen wird, daß die Einlage bei der Sprengstoff-Um formung nicht zerreißt und auch nicht zu einem flugunstabilen zylindrischen Gebilde umgeformt wird, sondern zu einem kompakten und gleichförmig-ge streckten Projektil mit einem über den Kopfdurchmesser radial deutlich vorstehenden, also flugstabilisierenden Heck. Dieses wird fertigungs technisch unproblematisch erreicht, wenn von einer Ronde, also einer runden Platte mit planparallelen Oberflächen ausgegangen wird, die, bei progressiv verjüngter Materialstärke ihres Randbereiches zur Peripherie hin, als sehr flache Kappe ausgewölbt und an der Peripherie mit kragenförmig umlaufendem Randbereich ausgestattet ist.The solution is based on the consideration that it is the manufacturing described technical effort for the insert, to achieve a cross cut star-shaped stub wing tails on the projectile, not required, if only care is taken that the deposit in the explosives order Formation does not tear and does not become a flight-unstable cylindrical Formed is formed, but to a compact and uniform-ge projectile with a radially clearly over the head diameter protruding, so flight stabilizing tail. This will be manufacturing technically unproblematic when achieved by a round blank, i.e. one round plate with plane-parallel surfaces, which, with progressively tapered material thickness of its edge area Periphery, arched as a very flat cap and on the periphery is equipped with a collar-shaped peripheral area.

Aufgrund des einfach konfigurierten Ausgangsmaterials und der (im Vergleich zu stumpfwinkeligen Hohlkegeleinlagen oder Hohlkugelkappen) nur relativ geringfügigen Ausbeul-Verformung des Zentrums des Rohlinges können nun für die Einlage auch Materialien problemlos eingesetzt werden, die aufgrund ihrer hohen Dichte und ihrer guten Streckeigen schaften an sich günstig für die Projektil-Ausbildung wären, aus fertigungstechnologischen Gründen aber bisher für eine industrielle Einlagen-Herstellung kaum in Betracht gezogen werden konnten. Ein solches Material ist insbesondere Tantal, das gute Streckeigenschaften aufweist. Die Massenverringerung des nur geringfügig verjüngten, längs der Peripherie umlaufenden Randbereichs der Einlage nach vor liegender Erfindung erhöht die Randbereichs-Beschleunigung der radialen Bewegungskomponente beim Faltungsvorgang und führt dadurch hinter der voreilenden Masse des flachgewölbten Einlagen-Zentrums zum kompakten, um die Längsachse gut symmetrischen Projektil-Körper mit am Ende des Umform-Streckvorganges am Projektil-Heck ringförmig vorragend stehenbleibendem, aus der Einlagen-Peripherie herrührendem Rand.Due to the simply configured source material and the (in Compared to obtuse-angled hollow cone inserts or hollow spherical caps) only relatively slight bulge deformation of the center of the blank materials can now be used for the insert without any problems due to their high density and good stretch would be beneficial for projectile training manufacturing technology reasons but so far for an industrial Insole manufacturing could hardly be considered. A such material is especially tantalum, which has good stretch properties having. The mass reduction of the only slightly tapered, along the periphery of the insert around the periphery lying invention increases the edge acceleration of the radial Movement component during the folding process and thereby leads behind the leading mass of the flat-arched insert center to the compact, projectile body well symmetrical about the longitudinal axis with at the end of the forming-stretching process projecting in a ring on the projectile tail standing edge originating from the periphery of the insert.

Diese kinematischen Umform-Gegebenheiten werden noch gefördert, wenn gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung der ver dünnte Randbereich der Einlage aus deren Querebene etwas gegen die Einlagen-Abstützung nach vorne, also in Wirkrichtung geneigt angestellt ist, um dadurch der Peripherie beim Faltungsvorgang eine zusätzliche radiale Beschleunigungskomponente zu erteilen. Wenn diese Abstützung eine nach vorne etwas sich verjüngende Einfassung erfährt, dann kann der Randbereich der tellerförmigen Einlage unter Einwirkung der rückwärtigen Sprengladung leichter zum Zentrum hin ausweichen. Dadurch werden Materialabplatz-Erscheinungen am sich ausstellenden Heck vermieden, also Unsymmetrien und Kippmomente, die den stabilen Flugeigenschaften abträglich wären.These kinematic forming conditions are still being promoted, if according to an expedient development of the invention of ver thin edge area of the insert from its transverse plane slightly against the Inlay support is tilted forward, i.e. inclined in the effective direction is an additional to the periphery during the folding process to give radial acceleration component. If this support undergoes a slightly tapered border towards the front, then the edge area of the plate-shaped insert can be affected avoid the explosive charge towards the center. As a result, material chipping phenomena become apparent Heck avoided, so asymmetries and tilting moments that the stable Flight characteristics would be detrimental.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammenfassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark vergrößert und nicht ganz maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Es zeigt:Additional alternatives and further training as well as further features and advantages of the invention result from the further claims and, also taking into account the explanations in the summary, from the following description of one in the drawing under restriction greatly enlarged to the essentials and not quite to scale outlined preferred implementation example of the invention Solution. It shows:

Fig. 1 ein flugdynamisch schlecht ausgebildetes Projektil im Vergleich zu einem gut ausgebildeten, aus Spreng stoff-Umformung einer Einlage gewonnenen Projektil in Seitenansicht, Fig. 1 is a flight dynamic poorly trained projectile compared to a well-trained, from explosive material forming an insert-projectile recovered in side view,

Fig. 2 Ausbildung und Halterung einer flach-hutförmigen oder tellerförmigen Einlage, nach dem Einsetzen in den Frontbereich einer sprengstoffgefüllten Hülle, in abgebrochener Axial-Längsschnittdarstellung, Fig. 2 training and supporting a flat-plate-shaped or hat-shaped liner, after insertion into the front area of an explosive-filled shell, in broken-off axial longitudinal sectional view,

Fig. 3 die Einlage vor ihrer Verwölbung in abgebrochener Längsschnittdarstellung und Fig. 3 shows the insert before warping in broken longitudinal section and

Fig. 4 eine Matrize für das Aufpressen der Ronde gemäß Fig. 3 zum Verwölben in die Einlage gemäß Fig. 2. FIG. 4 shows a die for pressing on the circular blank according to FIG. 3 for warping into the insert according to FIG. 2.

Ein sprengstoffgeformtes Projektil 11 (Fig. 1) soll aus einer Einlage 12 (Fig. 2) gewonnen werden, die im Frontbereich 13 einer hohlzylindrischen Sprengkörper-Hülle 14 konzentrisch angeordnet und auf ihrer nach rückwärts orientierten, konvexen Oberfläche 15 mit Sprengstoff 16 hinterfüttert ist. Beim Zünden des Sprengstoffes 16 kommt es bekanntlich zu derartigen Drücken hinter der Einlage 12, daß das eingewölbte Einlagen-Zentrum 17 in Munitions-Wirkrichtung 18 nach vorne umgestülpt wird und sich die Einlagen-Peripherie 19 dahinter dann um die Achse 20 der rotationssymmetrischen Einlage 12 so zusammenfaltet, daß das Einlagenzentrum 17 den Kopf 21 des Projektiles 11 ergibt, und der Einlagenrand 19 das Projektil-Heck 22.An explosive-shaped projectile 11 ( FIG. 1) is to be obtained from an insert 12 ( FIG. 2) which is arranged concentrically in the front region 13 of a hollow cylindrical explosive shell 14 and is back-fed with explosive 16 on its rearward-oriented, convex surface 15 . When detonating the explosive 16 , it is known that such pressures occur behind the insert 12 that the arched insert center 17 is turned forward in the direction of ammunition 18 and the insert periphery 19 behind it around the axis 20 of the rotationally symmetrical insert 12 folds up that the insert center 17 results in the head 21 of the projectile 11 , and the insert edge 19 the projectile tail 22 .

Dieses axiale Durchstülpen und rückwärtige Zusammenfalten der Einlage 12 ergibt im Regelfalle ein mehr oder weniger zylindrisches Projektil 11' mit einer deutlichen Einschnürung 23, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet. Ein solches Gebilde kann aus aerodynamischen Gründen nicht richtungsstabil fliegen, sondern es vollführt eine Überschlag- oder Torkel-Bewegung, woraus resultiert, daß in einem Zielobjekt keine große kinetische Durchschlagwirkung erzielt wird, wenn nicht das Projektil 11' sogar aus der axialen Wirkrichtung 18 mehr oder weniger stark abweicht, das Ziel also verfehlt. Darüberhinaus besteht im Bereiche der Einschnürung 23 die Gefahr eines Zerreißens in mehrere, dann mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und womöglich auch auf unterschiedlichen Flugbahnen sich weiterbewegende Teile, was zu einer weiteren Verringerung der Wirkung im Ziel führt.As a rule, this axial fitting and folding back of the insert 12 results in a more or less cylindrical projectile 11 'with a clear constriction 23 , as indicated by dashed lines in FIG. 1. For aerodynamic reasons, such a structure cannot fly in a directionally stable manner, but instead performs a rollover or torkel movement, which means that a large kinetic penetration effect is not achieved in a target object if the projectile 11 'is not even more from the axial direction of action 18 or deviates less, so misses the target. In addition, in the area of the constriction 23 there is the risk of tearing into several parts which then move on at different speeds and possibly also on different trajectories, which leads to a further reduction in the effect on the target.

Angestrebt wird dagegen ein möglichst lang-gestrecktes und stabil fliegendes Projektil 11, das sich von der zuvor betrachteten, einge schnürten Zylinderform insbesondere durch ein deutlich quer zur Längsachse 20 ausgestelltes Heck 22 hinter einem kompakten Projektil körper ohne wesentliche (bruchgefährdete) Einschnürungen auszeichnet.On the other hand, the aim is to have a projectile 11 that is as elongated and stable as possible, which is characterized by the constricted cylindrical shape, in particular by a tail 22 that is flanked transversely to the longitudinal axis 20 , behind a compact projectile body without significant (breakage-prone) constrictions.

Es hat sich nun überraschenderweise herausgestellt, daß die ideale Form des Projektils 11 sich in sehr guter Näherung und mit hoher Reproduktionswahrscheinlichkeit erreichen läßt, wenn die rotations symmetrische Einlage 12 aus Material hoher Dichte entgegen der her kömmlichen Technologie für Eisen-Einlagen nicht als stumpfer Hohlkegel und auch nicht als Hohlkugelkalotte ausgebildet wird, sondern als flaches tellerförmiges oder hutförmiges Gebilde mit einem eine flache, kugelkalottenförmige Kuppel 24 von im wesentlichen konstanter Material stärke flanschförmig umgebenden Randbereich 25, dessen Materialstärke 26 sich zur Peripherie 19 hin degressiv verläuft. Eine solche Einlage 12 erbringt bei relativ weit und steil radial ausstehendem Heck 22 (zur Stabilisierung des Projektil-Fluges) eine gleichförmige lange Streckung des Projektils 11 mit relativ geringem Schaftdurch messer und damit eine hohe Eindringleistung in ein hartgepanzertes Zielobjekt.It has now surprisingly been found that the ideal shape of the projectile 11 can be achieved in a very good approximation and with a high likelihood of reproduction if the rotationally symmetrical insert 12 made of high-density material, contrary to the conventional technology for iron deposits, is not a blunt hollow cone and is also not designed as a hollow spherical cap, but as a flat plate-shaped or hat-shaped structure with a flat, spherical cap-shaped dome 24 of essentially constant material thickness surrounding peripheral region 25 , the material thickness 26 extends degressively towards the periphery 19 . Such an insert 12 provides a relatively long and steeply radially projecting tail 22 (for stabilizing the projectile flight) a uniform long extension of the projectile 11 with a relatively small shaft diameter and thus a high penetration performance in a hard-armored target object.

Zur Fertigung einer solchen Einlage 12 wird zweckmäßigerweise von einer planparallelen Ronde 28 ausgegangen, die in einem umlaufenden Randbereich 25 auf einer Oberfläche 15 durch Oberflächenbearbeitung, beispielsweise durch Fräsen, mit sehr großen Kegelstumpfwinkeln mehrfach-konisch abgeflacht wird. Dadurch ergeben sich Ringzonen 30 mit zur Peripherie 19 hin zunehmend größeren Neigungswinkeln 29 (gegenüber der ursprünglichen Ebene der Oberfläche 15). Wie in Fig. 3 skizziert, genügt es bereits, längs der Peripherie 19 in Richtung auf das Zentrum 17 zu zwei solche Ringzonen 30 unterschied licher Neigung aufeinanderfolgen zu lassen, ehe der Übergang in die ursprüngliche planparallele Oberfläche 15 konstanter Material stärke 26 erfolgt. Die radial gemessene Breite einer Ringzone 30 liegt jeweils etwa in der Größenordnung von gut 30% des Radius 27 der Ronde 28, und jede zur Peripherie 19 hin folgende Ringzone 30 hat etwa 1 Grad zusätzlicher Neigung gegenüber der Ebene der ur sprünglichen Oberfläche 15. To manufacture such an insert 12 , it is expedient to start from a plane-parallel blank 28 , which is flattened multiple-conically in a peripheral edge region 25 on a surface 15 by surface processing, for example by milling, with very large truncated cone angles. This results in ring zones 30 with increasingly larger angles of inclination 29 toward the periphery 19 (relative to the original plane of the surface 15 ). As sketched in Fig. 3, it is sufficient to follow one another along the periphery 19 in the direction of the center 17 to two such ring zones 30 with different inclinations, before the transition into the original plane-parallel surface 15 of constant material thickness 26 takes place. The radially measured width of a ring zone 30 is approximately in the order of a good 30% of the radius 27 of the circular blank 28 , and each ring zone 30 following the periphery 19 has an additional inclination of approximately 1 degree with respect to the plane of the original surface 15 .

Die wie beschrieben vorbereitete Ronde 28 erhält die endgültige Form der degressiv-tellerförmigen Einlage 12 zweckmäßigerweise durch Fließpress-Umformung im Wege des Andrückens ihrer nicht abgearbeiteten Vorderfläche 31 gegen eine polierte, komplementär zur angestrebten Formgebung (also konvex) ausgebildete Matrize 32. Diese dreht sich um die Symmetrieachse 20, und die noch im wesentlichen ebene Ronde 28 wird mittels eines Gleit- oder Rollwerkzeuges davorgepreßt, bis beide Flächen 15, 31 im wesentlichen der Form der Matrize 32 folgen. Gefügeveränderungen, die als Folge der Herstellung der verjüngten Ringzonen 30 auftraten, wurden durch die Wirkung der Fließpreß-Um formung zu einem ungestörten, verdichteten und damit verfestigten Metallgefüge rückgewandelt.The blank 28 prepared as described obtains the final shape of the degressive plate-shaped insert 12 expediently by extrusion molding by pressing its unworked front surface 31 against a polished die 32 which is complementary to the desired shape (i.e. convex). This rotates about the axis of symmetry 20 , and the still essentially flat disc 28 is pressed in front by means of a sliding or rolling tool until both surfaces 15 , 31 essentially follow the shape of the die 32 . Structural changes that occurred as a result of the production of the tapered ring zones 30 were converted back to an undisturbed, compressed and thus solidified metal structure by the effect of the extrusion molding.

Die radiale Breite des etwa in der ursprünglichen Ronden-Ebene flansch förmig um die Kuppel 24 umlaufenden Randbereiches 25 liegt in der Größenordnung von gut der Breite der äußersten, an der Peripherie 19 umlaufenden Ringzonge 30. Zweckmäßigerweise ist dieser Randbereich 25 insgesamt leicht konisch gegenüber der ursprünglichen Ronden- Ebene angestellt, wie in Fig. 2/4 mit übertriebenem Anstellwinkel 33 dargestellt.The radial width of the edge region 25 which extends around the dome 24 in the shape of a flange in approximately the original circular plane is of the order of magnitude of the width of the outermost ring tongue 30 which runs around the periphery 19 . This edge region 25 is expediently slightly conical with respect to the original circular plane, as shown in FIG. 2/4 with an exaggerated angle of attack 33 .

Abschließend wird die Einlagen-Peripherie 19 abgedreht, um einen guten Sitz in der Innenwandungs-Aufnahme 34 des Hüllen-Frontbereiches 13 sicherzustellen, und an die Vorderkante eine umlaufende Fase 35 angedreht. Nach dem frontseitigen Einsetzen der Einlage 12 in die Hülle 14 greift zwischen diese Fase 35 und die Innenmantelfläche der Hülle 14 ein keilförmig profilierter Haltering 36 ein, der kraft- oder formschlüssig mit der Hülle 14 verbunden wird und dabei die Einlage 12 sowohl axial festlegt wie auch radial bezüglich der Symmetrie achse 20 zentriert.Finally, the insert periphery 19 is turned off in order to ensure a good fit in the inner wall receptacle 34 of the cover front area 13 , and a circumferential chamfer 35 is screwed onto the front edge. After the front-side insertion of the insert 12 into the sleeve 14 engages between this chamfer 35 and the inner surface of the shell 14, a wedge-shaped profiled retaining ring 36 a, the positive or non-positively connected to the casing 14 is thereby the insert 12 both axially defines as well as radially centered with respect to the axis of symmetry 20 .

Claims

1. Rotation-symmetrical, projectile-forming insert ( 12 ) with locally different material thickness ( 26 ), in particular for armor-piercing search detonator submunition, characterized in that it is designed as a plate-shaped convex disc ( 28 ) made of material with a high density iron, which is flat spherical cap-shaped hollow dome ( 24 ) with substantially constant material thickness ( 26 ), along the periphery ( 19 ) ring zones ( 30 ) with the periphery ( 19 ) increasingly increasing inclination angles ( 29 ), which in the radial direction in an approximately the circumferential edge region ( 25 ) of tapered material thickness ( 26 ) which extends in the cross-sectional plane.

2. Insert according to claim 1, characterized in that flat-conical concentric ring zones ( 30 ) are provided.

3. Insert according to claim 1 or 2, characterized in that the thinned ring zones ( 30 ) in a surface ( 15 ) of the blank ( 28 ) are incorporated with material removal.

4. Insert according to claim 3, characterized in that the thinned ring zones ( 30 ) are elastically overmolded.

5. Insert according to claim 4, characterized in that the blank ( 28 ) is extruded against a die ( 32 ).

6. Insert according to claim 5, characterized in that the blank ( 28 ) with its non-worn, flat front surface ( 31 ) against the polished, convex structure of the die ( 32 ) is reshaped molded.

7. Insert according to one of the preceding claims, characterized in that the flange-shaped around the flat-domed dome ( 24 ) circumferential edge region ( 25 ) slightly in the direction of the curvature of the dome ( 24 ), from the insert cross-sectional plane with the periphery ( 19 ) towards the front, flat, frustoconical.

8. insert according to one of the preceding claims, characterized, that it is made of tantalum or copper.

9. Insert according to one of the preceding claims, characterized in that its periphery ( 19 ) has a bevel tapering towards the front ( 35 ).

10. Insert according to claim 9, characterized in that it is supported in the forming direction, axially forward, with its edge chamfer ( 35 ) against a wedge-shaped retaining ring ( 36 ).