EP0258647A2 - Treibkäfig für pfeilförmiges Wuchtgeschoss - Google Patents

Treibkäfig für pfeilförmiges Wuchtgeschoss Download PDF

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EP0258647A2
EP0258647A2 EP87111102A EP87111102A EP0258647A2 EP 0258647 A2 EP0258647 A2 EP 0258647A2 EP 87111102 A EP87111102 A EP 87111102A EP 87111102 A EP87111102 A EP 87111102A EP 0258647 A2 EP0258647 A2 EP 0258647A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sabot
sabot according
carrier part
fibrous
front flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87111102A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0258647A3 (de
Inventor
Wilfried Becker
Heinz-Josef Kruse
Klaus-Dieter Pahnke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Industrie AG
Original Assignee
Rheinmetall GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall GmbH filed Critical Rheinmetall GmbH
Publication of EP0258647A2 publication Critical patent/EP0258647A2/de
Publication of EP0258647A3 publication Critical patent/EP0258647A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/061—Sabots for long rod fin stabilised kinetic energy projectiles, i.e. multisegment sabots attached midway on the projectile
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/068—Sabots characterised by the material

Definitions

  • the invention relates to a sabot according to the preamble of claim 1.
  • a generic composite of materials is known from DE-OS 31 19 646.
  • the measure intended there is to embed staple fibers in a matrix, for example made of plastic.
  • Such measures are known per se in the development of materials and the design of components.
  • the tried and tested reinforcement of concrete with steel up to the prestressed concrete with prestressed reinforcement should also be mentioned
  • the invention is therefore based on the object to provide a generic sabot, in which an increase in the endballistic performance of the projectile body in the target is made possible by internal ballistic measures by reducing the dead load portion while maintaining the load capacity of the sabot and guaranteed firing resistance of the entire projectile arrangement.
  • FIGS. 1 and 2 show a known arrangement of a sub-caliber penetrator 20 with a large length / diameter ratio with a stabilizing tail 22 and a sabot 30.
  • a positive-locking zone 31 is assigned to both the penetrator 20 on the circumference and the sabot 30 in an adjacent area.
  • a front flange 32 is assigned an air pocket for air flowing in after leaving the tube 24 and a rear flange 34 is assigned a gas pressure receiving surface 40 which is provided with a sealing element 42.
  • the sabot 30 consists of three segments 38, which are in close contact along axial parting lines 36 with the respective neighboring segment.
  • the positive-locking zone 31 has mutually corresponding elevations and recesses, for example a Ge wind up.
  • the sabot 30 consists of a carrier part 44 with a flange-shaped front part 45 on a sleeve 46.
  • the front part 45 is delimited by a front surface 50, an adjacent gas pressure-receiving surface 40 facing away from it and an outer peripheral surface 53 and a front region of the positive-locking zone 31.
  • Frontal definition areas 52.1, 52.2 and 52.3 are directly assigned to it.
  • Rear fixing areas 54.3, 54.2 and 54.1 arranged on the outside on the sleeve 46 correspond to the relevant front fixing areas.
  • Thread-shaped individual parts 82 (or optionally band-shaped individual parts 84) of a fibrous portion 80 on the composite material extend through the fixing areas 52 .. and 54 ..
  • glass fibers, carbon fibers, aramid, braided wires, rope constructions or combinations of these fibrous materials can be used as the material for the fibrous portion 80.
  • the carrier part 44 can consist of steel, a light metal alloy based on aluminum, titanium, magnesium or other metallic alloys. In addition to sufficient structural strength of the carrier part, the lowest possible density is also important for the material in question.
  • the individual parts 82 and 84 extend in several windings and / or layers between and through the respective fixing areas 52 .. and 54 ..
  • the second exemplary embodiment according to FIG. 4 can be seen in a gun barrel with a tube inner wall surface 92 and is distinguished from the first exemplary embodiment by radial projections 90 arranged on the rear side of the sabot 30, which serve to support the arrangement in the gun barrel.
  • the two aforementioned exemplary embodiments can be provided with an air pocket 35 by arranging an annular bead 51 with a prismatic cross section on the respective front surface 50, as is already known from FIG. 1.
  • FIG. 6a shows a front part 45 with an axially parallel bore 64.
  • a threaded bolt 60 of a shackle 58 shown in Fig. 6b engages. It forms a fixing means in the front fixing area 52.3 in cooperation with clamping nuts 62. If the latter are tightened, stretching takes place in the fibrous portion 80 in the direction of an arrow F 1.
  • a receptacle 66 for the shackle 58 shown pivoted in FIG. 7b is provided in the rear part 48 of the sleeve 46.
  • a receptacle 66 for the shackle 58 shown pivoted in FIG. 7b is provided in the rear part 48 of the sleeve 46.
  • the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4 can be modified by stiffeners 71 which, in the form of pressure-resistant fillers 88 made of a low-density material, for example polyurethane, are placed in front of one another term 52 and rear fixing areas 54 can be provided.
  • stiffeners 71 which, in the form of pressure-resistant fillers 88 made of a low-density material, for example polyurethane, are placed in front of one another term 52 and rear fixing areas 54 can be provided.
  • FIGS. 9a to 10b essentially show details known from FIGS. 6a to 7b.
  • the fibrous portion 80 can be thread-like as well as ribbon-like
  • the focus is on ribbon-shaped individual parts 84 which have at least one stitching (seam; weld) 86.
  • the carrier part 44 has a large wall thickness overall and is conically shaped on the circumference so that the gas pressure receiving surface 40 extends from a rear edge 40 ⁇ to a front edge 40 ⁇ in the vicinity of the front fixing area 52.
  • "Endless" recesses 68 which are regularly distributed over the circumference, have a web 70 in their central region, which holds fixing means 59 in the fixing areas 52 and 54.
  • the fibrous portion 80 can consist of thread-like individual parts 82 as well as band-shaped individual parts 84.
  • FIGS. 12 and 13 The exemplary embodiment according to FIGS. 12 and 13 is modified compared to that according to FIG. 11 in that interlocking zone regions 31 ⁇ alternate with regions 89 in which the fibrous portion 80 touches the penetrator 20 on the circumference.
  • the fibrous portion 80 in each case forms tie rods of the highest tensile strength comparable elements which, with the lowest possible average density of the arrangement, enable the material of the carrier part 44 to be subjected to the highest possible stress by virtue of the fact that the shear stresses occurring therein are largely transformed into tensile stresses in the course of which the fibrous portion 80 lies.
  • a thread or a braided fiber of the fibrous portion 80 e.g. B. of graphite, boron, nylon or aramid fibers with a cross-sectional area of z. B. 1 mm2 and a specific weight of about 1.2 g / cm3, can absorb about 10 times the tensile load than an equally strong wire made of light metal alloy (aluminum).
  • the aluminum portion of a conventional sabot is only partially replaced by fibers here; viewed overall, however, considerable weight savings result when the fibers are arranged in the tensile load area of the sabot.
  • the embodiment according to. 14 shows a double course of the fibrous portions 80 which, viewed in the direction of the fiber course, have a front deflection point 101 on the front flange 45 and a rear deflection point 102 in the rear region of the carrier part 44 between the fastening points of their ends.
  • the ends of the fibrous portions can be firmly connected to each other at any point. This can e.g. B. by knotting, gluing or welding.
  • the rear fixing means 59 are formed in the form of recesses 105 for receiving or for the passage of the fibrous portions 80 in the carrier part 44.
  • FIG. 15 shows a multiple course of the fibrous portions 80, in this case a triple parallel course.
  • Two deflection points 101, 102 are provided between the fastening points of the fiber ends (viewed in the direction of the twice deflected fiber path).
  • the fibrous portions are not designed as a one-piece circumferential double band, but are fixed at one end in the front flange 45 and at the other end in the rear region of the carrier part 44.
  • the front flange 45 and the rear region of the carrier part 44 face forward or recesses 107, 108 widening conically towards the rear, in which the spread ends of the fibrous portions 80 are firmly cast or glued or welded.
  • the carrier part 44 is not only divided for segmenting the sabot in the longitudinal direction, but also in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the projectile into a front and a rear carrier part 44.1 and 44.2, in order to achieve a better and to get faster detachment behavior of the sabot segments from the projectile body.
  • the front and rear carrier sections 44.1, 44.2 are pivotally coupled to each other in each sabot cage segment via at least one hinge-like connection 110 that can be folded outward.
  • FIG. 17 shows a sabot, in which the front flange 45 has a wide guide band 112 on its outer circumference, which is pulled far forward to form an air pocket 135.
  • the guide band 112 can be fastened on the front flange 45 by means of annular grooves 115 and can be supported with a strut 116 against the front surface of the front flange.
  • Fig. 18 only a variant is shown, according to which the front fixing means 59 are integrated in the front flange 45 and are formed there as recesses 121 for receiving or for the passage of the fibrous portions.
  • FIG. 19 A last exemplary embodiment is shown in FIG. 19 and as a partial view from the front according to arrow X in FIG. 20.
  • the sabot has a front flange 45 which is arranged on the carrier part 44 so as to be axially displaceable.
  • the carrier part 44 has a dovetail web 124 for each segment and the front flange 45 has a correspondingly designed groove 125 which, in cooperation, enable axial displacement (FIG. 20).
  • the fibrous portion 80 which can withstand extremely high tensile loads, is tensioned accordingly, depending on the gas pressure that occurs.
  • a stop 127 is provided on the carrier part 44 behind the front flange.
  • the individual segments are fastened to one another in the usual way with the aid of guide tapes, sealing tapes or retaining tapes.
  • a sealing / retaining band encloses the sabot on the outer peripheral surface of the front flange; one or two additional straps enclose the sabot segments in the middle or rear area.
  • the retaining straps are blown open by the dynamic pressure of the air after firing or after leaving the weapon barrel muzzle, so that the sabot segments can detach from the projectile body without interference.
  • FIGS. 6a, b; 7a, b; 9a, b; 10a, b shown fastening means for the fibrous portions 80 are - as shown - designed as a single shackle 58.
  • the fixing means can just as well be designed as a circumferential ring rod (divided at the parting lines of the sabot), which is fastened to the front flange or carrier part by means of some stable webs.
  • the webs for stable support of the ring rod are expediently elongated in the radial direction, but very narrow in the circumferential direction.
  • the fibrous portions run next to each other around such a ring rod in the front fastening area; In the rear fastening area with the smaller circumference, the fibrous portions can be guided by such a ring rod in pairs or in a superimposed manner. This can cause such.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein unterkalibriges Wuchtgeschoß mit abwerfbarem Treibkäfig. Bei derarti­gen Geschoßanordnungen soll der Treibkäfig 30 bei ge­währleisteter Abschußfestigkeit möglichst leicht und der Penetrator 20 möglichst schwer ausgelegt sein.
Zur Verringerung des Totlastanteiles ist erfindungs­gemäß vorgesehen, daß der Treibkäfig 30 an seinem das Waffenrohr abdichtenden Vorderflansch 45 vorderseitige Festlegebereiche 52.. und am Trägerteil 44 rückseitige Festlegebereiche 54.. aufweist, zwischen denen zur Aufnahme von Zugspannungen ein Faseranteil 80 aus hochfesten faden- oder bandförmigen Einzelteilen 82, 84 vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Treibkäfig nach dem Ober­begriff des Patentanspruches 1.
  • Ein gattungsgleicher Werkstoffverbund ist aus der DE-OS 31 19 646 bekannt. Die dort beabsichtigte Maß­nahme besteht darin, Stapelfasern in eine Matrix, beispielsweise aus Kunststoff, einzubetten. Derartige Maßnahmen sind bei der Entwicklung von Werkstoffen und der Gestaltung von Bauteilen an sich bekannt. Hierzu sei auf die gestapelte Anordnung langer ketten­förmiger Moleküle hingewiesen, welche, teilweise in­einander verkräuselt, einen Faden bilden und sich bei dessen Zugbelastung unter weitgehender Parallelaus­richtung außerordentlich recken lassen (Polyamid). Ebenso sei hierzu auch das bewährte Armieren von Be­ton mit Stahl bis hin zum Spannbeton mit vorgespann­ter Armierung erwähnt
  • Bei dem in der DE-OS 31 19 646 vorgeschlagenen Werk­stoffverbund wird von bislang üblichen Treibkäfigkon­struktionen ausgegangen. Bei ihnen läßt sich der Tot­lastanteil des Treibkäfigs am Geschoß tatsächlich wesentlich verringern, während mit Belastbarkeit zu rechnen ist, welche die gebräuchlichen metallischen Werkstoffe mit den ihnen eigentümlichen Festigkeiten zulassen.
  • Im Zuge fortwährend angestrebter Leistungssteigerung beim Panzerplattendurchschlag infolge Wuchtwirkung erweisen sich aber bisherige Überlegungen mit ihren Ergebnissen zunehmend als unzureichend.
  • Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgleichen Treibkäfig zu schaffen, bei dem über innenballistische Maßnahmen durch Verringe­rung des Totlastanteiles bei gleichbleibender Bela­stungsfähigkeit des Treibkäfigs und gewährleisteter Abschußfestigkeit der gesamten Geschoßanordnung eine Steigerung der endballistischen Leistung des Geschoß­körpers im Ziel ermöglicht wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe nach der Lehre des Patentan­spruches 1 mit den in dessen kennzeichnendem Teil an gebebenen erfinderischen Merkmalen. Die Merkmale der sich anschließenden Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungs­gemäßen Treibkäfigs gerichtet.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben.
  • Es zeigen jeweils in weitgehend vereinfachter und schematischer Darstellung:
    • Fig. 1 eine Penetrator-Treibkäfig-Anordnung nach dem Stande der Technik gemäß DE-­OS 31 19 646 vorwiegend im längsaxia­len Schnitt,
    • Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in einer Ansicht in Richtung des Pfeiles II,
    • Fig. 3 einen Treibkäfig im seitlichen Aufriß und teilweise längsaxialem Schnitt,
    • Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß derjenigen in Fig. 3 in einem andeutungsweise dargestellten Waffenrohr,
    • Fig. 5 einen Teilausschnitt eines der beiden vorgenannten Ausführungsbeispiele mit einem modifizierten Vorderbereich,
    • Fig. 6a und Fig. 6b anhand eines Teilausschnitts konstruk­tive Einzelheiten eines vorderen Festlege­bereichs,
    • Fig. 7a und Fig. 7b im Teilausschnitt konstruktive Einzelhei­ten eines dem vorgenannten vorderen zuge­ordneten hinteren Festlegebereichs,
    • Fig. 8 ein modifiziertes Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und in der dort verwendeten Darstellungsart,
    • Fig. 9a und Fig. 9b in einem Teilausschnitt konstruktive Einzelheiten eines vorderen Festlegebe­reichs,
    • Fig. 10a und Fig. 10b in einem Teilausschnitt konstruktive Einzelheiten eines dem vorgenannten vorderen zugeordneten hinteren Fest­ legebereichs,
    • Fig. 11 ein drittes Ausführungsbeispiel im längsaxialen Schnitt,
    • Fig. 12 ein viertes Ausführungsbeispiel im längs­axialen Schnitt,
    • Fig. 13 das vierte Ausführungsbeispiel in einem Schnitt nach der Linie XIII - XIII in Fig. 12,
    • Fig. 14 bis Fig. 19 jeweils weitere Ausführungsbeispiele im längsaxialen Schnitt gemäß der Er­findung und
    • Fig. 20 eine Teilansicht von vorne gemäß Pfeil X in Fig. 19.
  • Aus den Figuren 1 und 2 ist eine bekannte Anordnung eines unterkalibrigen Penetrators 20 großen Länge/Durch­messer-Verhältnisses mit einem Stabilisierungsleitwerk 22 und einem Treibkäfig 30 erkennbar. Eine Formschluß­zone 31 ist sowohl dem Penetrator 20 umfangsseitig und dem Treibkäfig 30 in einem benachbarten Bereich zuge­ordnet. Einem Vorderflansch 32 ist eine Lufttasche für nach dem Verlassen des Rohres anströmende Luft 24 und einem Hinterflansch 34 eine Gasdruckaufnahmefläche 40 zugeordnet, welche mit einem Dichtungselement 42 ver­sehen ist. Der Treibkäfig 30 besteht aus drei Segmenten 38, welche entlang von axialen Trennfugen 36 mit dem jeweiligen Nachbarsegment in engem Kontakt sind. Die Formschlußzone 31 weist miteinander korrespondierende Erhebungen und Ausnehmungen, beispielsweise ein Ge­ winde auf.
  • In den nachfolgenden Figuren wird zur Vereinfachung und unter Berücksichtigung der Fig. 1 auf die Darstel­lung von Einzelheiten, wie z. B. der Formschlußzone 31, aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit verzich­tet. Der Treibkäfig 30 besteht aus einem Trägerteil 44 mit einem flanschförmigen Vorderteil 45 an einer Hülse 46. Das Vorderteil 45 wird von einer Vorderflä­che 50, einer ihr abgewandten benachbarten Gasdruckauf­nahmefläche 40 und einer äußeren Umfangsfläche 53 sowie einem vorderen Bereich der Formschlußzone 31 begrenzt. Ihm sind vorderseitige Festlegungsbereiche 52.1, 52.2 und 52.3 unmittelbar zugeordnet. An der Hülse 46 außen­seitig angeordnete rückseitige Festlegungsbereiche 54.3, 54.2 und 54.1 korrespondieren mit den betreffenden vorderseitigen Festlegungsbereichen. Durch die Fest­legungsbereiche 52.. und 54.. erstrecken sich faden­förmige Einzelteile 82 (bzw. wahlweise bandförmige Einzelteile 84) eines faserförmigen Anteiles 80 am Werkstoffverbund. Als Werkstoff für den faserförmigen Anteil 80 können je nach auftretenden Zugkräften Glas­fasern, Kohlenstoffasern, Aramid, geflochtene Drähte, Seilkonstruktionen oder Kombinationen dieser faserförmi­gen Stoffe Anwendung finden. Hierbei kommt es neben ge­ringstmöglicher Dichte auf höchstmögliche Zugfestigkeit an. Das Trägerteil 44 kann aus Stahl, einer Leichtmetall-­Legierung auf Aluminiumbasis, Titan-, Magnesium- oder anderen metallischen Legierungen bestehen. Neben aus­reichender Gestaltfestigkeit des Trägerteiles kommt es bei dem betreffenden Werkstoff ebenfalls auf geringstmög­liche Dichte an. Die Einzelteile 82 bzw. 84 erstrecken sich in mehreren Wicklungen und/oder Lagen zwischen den und durch die betreffenden Festlegebereiche 52.. und 54..
  • Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist in einem andeutungsweise dargestellten Waffenrohr mit einer Rohrinnenwandfläche 92 zu sehen und unterschei­det sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch heckseitig am Treibkäfig 30 angeordnete Radialvor­sprünge 90, welche der Abstützung der Anordnung im Waffenrohr dienen.
  • Wie Fig. 5 zeigt, können die beiden vorgenannten Aus­führungsbeispiele durch Anordnung eines Kreisring­wulstes 51 prismatischen Querschnitts auf der jeweili­gen Vorderfläche 50 mit einer Lufttasche 35 versehen werden, wie sie aus Fig. 1 bereits bekannt ist.
  • Fig. 6a läßt einen Vorderteil 45 mit einer achsparalle­len Bohrung 64 erkennen. Durch die Bohrung 64 greift ein Gewindebolzen 60 eines in Fig. 6b dargestellten Schäkels 58. Er bildet ein Festlegemittel im vorder­seitigen Festlegebereich 52.3 im Zusammenwirken mit Spannmuttern 62. Werden letztere angezogen, so erfolgt in dem faserförmigen Anteil 80 eine Reckung in Rich­tung eines Pfeils F₁.
  • Im rückseitigen Festlegebereich 54.1 nach Fig. 7a ist im Heckteil 48 der Hülse 46 eine Aufnahme 66 für das in Fig. 7b verschwenkt dargestellte Schäkel 58 vorgesehen. Auch hier kann durch Anziehen von Spann­muttern 62 durch Recken des faserförmigen Anteils 80 in Richtung eines Pfeils F₂ vorgespannt werden.
  • Nach Fig. 8 lassen sich die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 3 und 4 durch Aussteifungen 71 modifizieren, welche in Form druckbelastbarer Füllstücke 88 aus einem Werkstoff geringer Dichte, beispielsweise Po­lyurethan, zwischen einander zugeordneten vordersei­ tigen 52 und rückseitigen Festlegebereichen 54 vor­sehbar sind.
  • Die Figuren 9a bis 10b zeigen im wesentlichen aus den Figuren 6a bis 7b bekannte Einzelheiten. Während aber in den Figuren 6a bis 7b der faserförmige An­teil 80 sowohl faden- wie auch bandförmig vorliegen kann, ist nach den Figuren 9a bis 10b auf bandförmige Einzelteile 84 abgestellt, welche wenigstens eine Heftung (Naht; Verschweißung) 86 aufweisen.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 weist das Trä­gerteil 44 insgesamt eine große Wandstärke auf und ist umfangsseitig konisch gestaltet, so daß sich die Gasdruckaufnahmefläche 40 von einer heckseitigen Kante 40ʹ bis zu einer vorderseitigen Kante 40ʺ in der Nachbarschaft des vorderseitigen Festlegebereichs 52 erstreckt. Regelmäßig über den Umfang verteilte "endlose" Ausnehmungen 68 weisen in ihrem mittleren Bereich einen Steg 70 auf, welcher in den Festlege­bereichen 52 und 54 Festlegemittel 59 bereithält. Der faserförmige Anteil 80 kann hier sowohl aus fa­denförmigen Einzelteilen 82 wie auch bandförmigen Einzelteilen 84 bestehen. Durch Anordnen einer vor­derseitigen Trichterfläche 35ʹ entsteht hier die Luft­tasche 35. Über den Umfang des Penetrators erstreckt sich im betreffenden Bereich eine geschlossene Form­schlußzone 31.
  • Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 12 und 13 ist gegenüber demjenigen nach Fig. 11 dadurch modi­fiziert, daß Formschlußzonenbereiche 31ʹ mit Berei­chen 89 abwechseln, in welchen der faserförmige An­teil 80 den Penetrator 20 umfangsseitig berührt.
  • Alle Ausführungsbeispiele lassen gegenüber einer be­kannten Anordnung nach den Figuren 1 und 2 ganz wesent­liche Möglichkeiten zum Reduzieren des Totlastanteils des Treibkäfigs 30 an der Geschoßanordnung 20, 30 auf eindrucksvolle Weise erkennen. Der faserförmige Anteil 80 bildet jeweils Zugankern höchster Zugfestigkeit ver­gleichbare Elemente, welche bei geringstmöglicher durch­schnittlicher Dichte der Anordnung die höchstmögliche Beanspruchbarkeit des Werkstoffs des Trägerteils 44 dadurch ermöglicht, daß in ihm auftretende Schubspan­nungen weitgehend in Zugspannungen umgebildet werden, in deren Verlauf der faserförmige Anteil 80 liegt.
  • Um das Vorstellungsvermögen für die Vorteile der Er­findung zu verbessern, sei folgender Vergleich ange­bracht: Ein Faden oder eine geflochtene Faser des faserförmigen Anteiles 80, z. B. aus Graphit-, Boron-, Nylon- oder Aramidfasern mit einer Querschnittsfläche von z. B. 1 mm² und einem spezifischen Gewicht von ca. 1,2 g/cm³, kann eine etwa 10mal so große Zugbelastung aufnehmen wie ein gleichstarker Draht aus Leichtmetall­legierung (Aluminium). Der Aluminiumanteil eines her­kömmlichen Treibkäfigs wird hier zwar nur teilweise durch Fasern ersetzt; insbesamt betrachtet ergeben sich jedoch bei Anordnung der Fasern im Zugbelastungs­bereich des Treibkäfigs erhebliche Gewichtseinsparungen.
  • Die vorgenannten Ausführungen und Vorteile gelten selbstverständlich auch für die nachfolgend beschrie­benen weiteren Ausführungsbeispiele.
  • Das Ausführungsbeispiel gem. Fig. 14 zeigt einen doppelt geführten Verlauf der faserförmigen Anteile 80, die zwi­schen den Befestigungspunkten ihrer Enden in Richtung des Faserverlaufes betrachtet einen vorderen Umlenkungspunkt 101 am Vorderflansch 45 und einen hinteren Umlenkungs­punkt 102 im hinteren Bereich des Trägerteils 44 auf­weisen.
  • Die Enden der faserförmigen Anteile (einteilig umlaufen­des Band) können an beliebiger Steile fest miteinander verbunden sein. Dies kann z. B. durch Verknoten, Ver­kleben oder Verschweißen erfolgen.
  • Die hinteren Festlegemittel 59 sind in Form von Ausneh­mungen 105 zur Aufnahme bzw. zum Durchgang der faserför­migen Anteile 80 im Trägerteil 44 integriert ausgebil­det.
  • In Fig. 15 ist ein mehrfach geführter Verlauf der faser­förmigen Anteile 80, in diesem Falle ein dreifach paral­leler Verlauf dargestellt. Zwischen den Befestigungs­punkten der Faserenden sind (in Richtung des zweimal umgelenkten Faserverlaufes gesehen zwei Umlenkungs­punkte 101, 102 vorgesehen.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die faserförmigen Anteile nicht als einteilig umlaufendes Doppelband ausgebildet, sondern sie sind mit ihrem einen Ende fest im Vorderflansch 45 und mit ihrem anderen Ende fest im hinteren Bereich des Trägerteiles 44 befestigt. Zum Zwecke der Befestigung der Enden der faserförmigen Anteile 80 sind in dem Vorderflansch 45 und in dem hinteren Bereich des Trägerteiles 44 sich nach vorne bzw. sich nach hinten kegelförmig erweiternde Ausnehmun­gen 107, 108 vorgesehen, in denen die aufgespreizten En­den der faserförmigen Anteile 80 fest vergossen bzw. verklebt oder verschweißt sind.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 ist das Trägerteil 44 nicht nur zur Segmentierung des Treibkäfigs in Längsrichtung, sondern zusätzlich auch in einer senkrecht zur Geschoßlängsachse stehenden Ebene in ein vorderes und ein hinteres Trägerteil-stück 44.1 und 44.2 geteilt ausgebildet, um ein besseres und schnelleres Ablöseverhalten der Treibkäfigsegmente vom Geschoßkörper zu erhalten. In verbesserter Ausführung sind hierbei das vordere und das hintere Trägerteil­stück 44.1, 44.2 bei jedem Treibkäfigsegment über wenigstens eine nach außen abklappbare scharnierartige Verbindung 110 miteinander schwenkbar gekoppelt.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß Fig 17 zeigt einen Treibkäfig, bei dem der Vorderflansch 45 auf seinem äußeren Umfang ein breites Führungsband 112 auf­weist, das zur Ausbildung einer Lufttasche 135 weit nach vorne vorgezogen ist. Das Führungsband 112 kann mittels Ringnuten 115 auf dem Vorderflansch 45 befestigt sein und sich mit einer Strebe 116 gegen die Vorderfläche des Vorderflansches abstützen. Zur Abstützung kann jedoch auch eine separate Ringverstärkung 117 z. B. aus PVC-Material vorgesehen sein.
  • In Fig. 18 ist lediglich eine Variante dargestellt, wonach die vorderen Festlegemittel 59 in den Vorder­flansch 45 integriert sind und dort als Ausnehmungen 121 zur Aufnahme bzw. zum Durchgang der faserförmigen Anteile ausgebildet sind.
  • Ein letztes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 19 und als Teilansicht von vorne gemäß Pfeil X in Fig. 20 darge­stellt. Nach einem besonderen Merkmale dieser Ausführung weist der Treibkäfig einen Vorderflansch 45 auf, der axial verschiebbar auf dem Trägerteil 44 angeordnet ist. Um ein seitliches Verdrehen des Vorderflansches 45 auf dem Trägerteil 44 auszuschließen, weist das Trägerteil 44 für jedes Segment einen Schwalbenschwanz-Steg 124 und der Vorderflansch 45 eine entsprechend ausgebildete Nut 125 auf, die in Zusammenwirkung eine Axialverschie­bung ermöglichen ( Fig. 20 ).
  • Hierdurch wird der auf Zug extrem hoch belastbare faser­förmige Anteil 80 je nach auftretendem Gasdruck entspre­chend gespannt. Um ein zu weites Verschieben des Vorder­flansches 45 zu begrenzen ist hinter dem Vorderflansch ein Anschlag 127 auf dem Trägerteil 44 vorgesehen.
  • Die Befestigung der einzelnen Segmente aneinander erfolgt in üblicher Weise mit Hilfe von Führungsbändern, Dich­tungsbändern bzw. Halte - bändern. Ein Dichtungs-/Halte­band umschließt den Treibkäfig auf der äußeren Umfangs­fläche des Vorderflansches; ein oder zwei weitere Halte­bänder umschließen die Treibkäfigsegmente im mittleren bzw. hinteren Bereich. Die Haltebänder werden nach Ab­schuß bzw. nach Verlassen der Waffenrohrmündung durch den Staudruck der Luft aufgesprengt, so daß sich die Treibkäfigsegmente störungsfrei vom Geschoßkörper ab­lösen können.
  • Die in den Fig. 6a, b; 7a, b; 9a, b; 10a, b dargestell­ten Befestigungsmittel für die faserförmigen Anteile 80 sind - wie gezeigt - als einzelne Schäkel 58 ausgeführt. Die Festlegemittel können jedoch genauso gut als ein umlaufender Ringstab (an den Trennfugen des Treibkäfigs geteilt) ausgebildet sein, der mittels einiger stabiler Stege am Vorderflansch bzw. Trägerteil befestigt ist. Die Stege zur stabilen Abstützung des Ringstabes sind zweckmäßigerweise in Radialrichtung länglich ausgeführt, in Umfangsrichtung dagegen sehr schmal ausgeführt. Die faserförmigen Anteile verlaufen im vorderen Befestigungs­bereich nebeneinander angeordnet um einen derartigen Ringstab; im hinteren Befestigungsbereich mit dem kleineren Umfang können die faserförmigen Anteile zu zweit oder zu dritt übereinanderliegend um einen der­artigen Ringstab geführt sein. Dadurch kann sich die wie z. B. in Fig. 3 gezeigte geschlossene äußere Ober­fläche des Treibkäfigs ergeben.
  • Selbstverständlich können die in den Figuren gezeigten Merkmale beliebig miteinander kombiniert oder vertauscht werden.

Claims (22)

1. Treibkäfig für ein unterkalibriges, panzerbrechendes Wuchtgeschoß (Penetrator) großen Länge/Durchmesser-Ver­hältnises, welcher zum Abtrennen vom Geschoß segmen­tiert ist und mit dem Geschoß eine gemeinschaftliche Formschlußzone aufweist, zum Beaufschlagen durch die Treibladungsgase eine Gassdruckaufnahmefläche und zum gezielten Ausnutzen der nach dem Verlassen eines Waffen­rohres antrömenden Luft eine Lufttasche und zum Auf­nehmen von Zugspannungen einen mit einem Trägerteil ver­bundenen faserförmigen Anteil aufweist, gekkenn­zeichnet durch folgende Merkmale:
a) in dem faserförmigen Anteil (8) liegt jedes Einzel­teil (82;84) ausgerichtet vor,
b) jedes Einzelteil (82;84) erstreckt sich zwischen ei­nem vorderseitigen (52...) und einem rückseitigen Festlegebereich (54...),
c) die Formschlußzone (31), die Gasdruckaufnahmefläche (40) sowie die Festlegemittel (58;59) aufweisenden Festlegebereiche (52;54) sind an dem Trägerteil (44) angeordnet,
d) der Treibkäfig (30) ist derart ausgebildet, daß in ihm auftretende Beanspruchungen weitgehend in Zug­spannungen umgeformt werden und
e) jedes Einzelteil (82;84) liegt mit dem überwiegen­den Teil seiner Länge im Zugspannungsverlauf.
2. Treibkäfig nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Einzelteile (82) fadenförmig und die Einzelteile (84) bandförmig ausge­bildet sind und sich in wenigstens einer Lage ohne Unterbrechung durch die Festlegebereiche (52;54) mit den Festlegemitteln (58;59) erstrecken.
Treibkäfig nach Anspruch 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß die bandförmigen Einzel­teile (84) zwischen den Festlegebereichen (52;54) durch wenigstens eine Heftung (86) miteinander verbun­den sind.
4. Treibkäfig nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (82;84) mit den Festlegemitteln (58) vorspannbar sind.
5. Treibkäfig nach einem Ansprüche 1 bis 4, da­durch gekennzeichnet, daß sich die Gasdruckaufnahmefläche (40) wenigstens teilweise bis in die unmittelbare Nähe des forderen Festlegebe­reichs (52) erstreckt.
6. Treibkäfig nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufttasche (35) durch eine Ausnehmung im vorderen Teil des Trägerteils (44) gebildet wird.
7. Treibkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 5,da­durch gekennzeichnet, daß die Lufttasche (35) durch eine Förderfläche (50) und einen mit dieser verbundenen Kreisringwulst (51) vorzugs­weise prismatischen Querschnitts gebildet wird.
8. Treibkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­durch gekennzeichnet, daß die Einzelteile (82;84) aus einem Werkstoff hoher Zugfestig­keit bestehen und der Trägerteil (44) wenigstens in den Bereichen der Formschlußzone (31) sowie der Festle­gebereiche (52;54) aus einem Werkstoff besteht, wel­cher bei geringer Dichte eine große Gestaltfestigkeit des Trägerteils (44) gewährleistet.
9. Treibkäfig nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisringwulst (51) aus einem Werkstoff geringer Dichte besteht.
10. Treibkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 9,ge­kennzeichnet durch Aussteifungen (70;71) zwischen einander zugeordneten Festlegeberei­chen (52;54).
11. Treibkäfig nach Anspruch 10,dadurch ge­kennzeichnet, daß die Aussteifungen (71) als Füllstücke geringer Dichte ausgebildet sind.
12. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­net, daß der Treibkäfig (30) für einen doppelt geführten Verlauf der faserförmigen Anteile (80) zwischen den Befestigungspunkten ihrer Enden in Richtung des Faserverlaufes wenigstens einen Umlen­kungspunkt (101, 102) am Vorderflansch (45) und/oder am Trägerteil (44) aufweist (alle Figuren).
13. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeich­net, daß der Treibkäfig (30) für einen mehrfach geführten Verlauf der faserförmigen Anteile (80) zwischen den Befestigungspunkten ihrer Enden in Richtung des Faserverlaufes wenigstens zwei Umlen­kungspunkte (101, 102), einen davon am Vorderflansch (45) und einen am Trägerteil (44) aufweist. (Fig. 15)
14. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich­net, daß die hinteren Festlegemittel (59) in das Trägerteil (44) integriert sind und dort als Ausnehmungen (105) zur Aufnahme der faserförmigen Anteile (80) ausgebildet sind (Fig. 14)
15. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich­net, daß die vorderen Festlegemittel (59) in den Vorderflansch (45) integriert sind und dort als Ausnehmungen (121) zur Aufnahme bzw. zum Durch­gang der faserförmigen Anteile (80) ausgebildet sind. (Fig 18)
16. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich­net, daß die faserförmigen Einzelteile (80, 84) zwischen den Festlegebereichen (52, 54) als ein­teiliges Band ausgebildet sind, wobei die Enden­der faserförmigen Anteile (80) aneinander befestigt sind. (Fig. 14, 16, 17, 18, 19)
17. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich­net, daß das segmentierte Trägerteil (44) in einer senkrecht zur Geschoßlängsachse stehenden Ebene zusätzlich in ein vorderes und ein hinteres Trägerteilstück (44.1, 44.2) geteilt ausgebildet ist. (Fig. 16)
18. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeich­net, daß das vordere und das hintere Träger­teilstück (44.1, 44.2) eines Treibkäfigsegmentes über wenigstens eine nach außen abklappbare schar­nierartige Verbindung (11) miteinander gekoppelt sind (Fig. 16)
19. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeich­net, daß die faserförmigen Anteile (80) mit ihrem einen Ende feste in dem Vorderflansch (45) und mit ihrem anderen Ende fest in dem hinteren Bereich des Trägerteiles (44) befestigt sind. (Fig. 15)
20. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 19,dadurch gekennzeich­net, daß für die Befestigung der faserförmigen Anteile (80) in dem Vorderflansch (45) und in dem hinteren Teil des Trägerteiles (44) sich nach vorne bzw. sich nach hinten kegelförmig erweiternde Ausnehmungen (107, 108) vorgesehen sind, in denen die aufgespreitzen Enden der faserförmigen Anteile (80) fest vergossen sind. (Fig. 15)
21. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20.dadurch gekennzeich­net, daß der Vorderflansch (45) auf dem Träger­teil (44) axial verschiebbar angeordnet ist. (Fig. 19)
22. Treibkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeich­net, daß der Vorderflansch (45) auf seinem äußeren Umfang eine Führungsband (112) aufweist, das zur Ausbildung einer Lufttasche (135) weit nach vorne vorgezogen ist. (Fig. 17)
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