EP0378749B1 - Vorrichtung zur Befestigung der Einlage von Hohlladungen oder projektilbildenden Ladungen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung der Einlage von Hohlladungen oder projektilbildenden Ladungen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist.
• Um Gefechtsköpfe mit hoher Durchschlagsleistung zu bauen, ist es häufig erforderlich, daß das Einlagenmaterial der Hohlladungen bzw. der projektilbildenden Ladungen (HL- bzw. PL-Ladungen) aus einem anderen Werkstoff besteht als die Gefechtskopfhülle. Werden jedoch Hülle und Einlage aus verschiedenen Werkstoffen einer thermischen Belastung beim Laborieren mit heißem Sprengstoff oder Umwelteinflüssen ausgesetzt, so treten aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Einlage α_E und der Geschoßhülle α_H Verformungen der Einlage bzw. der Geschoßhülle auf. Dadurch kann die Einlage eine irreversible und zum Hüllenkörper unsymmetrische Lage einnehmen, so daß nach der Explosionsumformung unsymmetrische Projektile mit nicht reproduzierbarem Flugverhalten entstehen. Ein derartiges Verhalten wird vorallem auftreten, wenn α_E < α_H ist.
• Aus der FR-A-1 593 370 ist bereits eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Befestigung von projektilbildenden Einlagen bekannt. Dabei ist die Einlage umfangseitig an einem Zwischenring angeordnet, der seinerseits an der Gefechtskopfhülle befestigt ist. Zur Befestigung der Einlage an dem Zwischenring, weist letzterer nutenförmige Ausnehmungen auf, in die der Einlagenrand formschlüssig eingreift.
• Abgesehen davon, daß auch bei derartig bekannten Befestigungsvorrichtungen im Falle unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten von Einlage und Geschoßhülle bzw. des Zwischenringes Verformungen der Einlage etc. auftreten können, weisen diese Vorrichtungen den Nachteil auf, daß bei der Sprengumformung Teile des Einlagenrandes leicht ausreißen können. Damit ist zwangsläufig ein nicht reproduzierbares Flugverhalten der entsprechenden Projektile verbunden, weil für die Flugstabilität der Projektile besonders deren Heckbereich (der dem Randbereich der Einlage entspricht) verantwortlich ist.
• Ferner ist aus der US-A-2 595 960 ein Hohlladungs-Gefechtskopf bekannt, bei dem der Rand der Hohlladungseinlage um die einlagenseitige Stirnfläche der Gefechtskopfhülle herumgeführt ist. Insbesondere wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient α_H der Hülle wesentlich größer ist als der entsprechende Koeffizient α_E der Einlage, besteht in diesem Fall die Gefahr, daß die Hülle die Einlage nach außen zieht und daß es dadurch mindestens stellenweise zur Ablösung der Einlage vom Sprengstoff kommt, was dann bei der Sprengumformung zu Problemen führen kann. Außerdem wäre eine derartige Befestigung bei Verwendung von projektilbildenden Einlagen kaum verwendbar, weil eine reproduzierbare Ausbildung des heckseitigen Bereiches des durch die Sprengumformung gebildeten Projektiles nicht erreichbar ist.
• Schließlich ist aus der DE-C1-3 441 693 eine Vorrichtung zur Kompensation unterschiedlicher Wärmeausdehnungen zwischen dem Sprengstoff und der Gefechtskopfhülle bekannt. Hierbei werden wenigstens zwei Ringe zwischen der Basis der Einlage und einem hüllenfesten Bauteil angeordnet, wobei die Ringe über eine konische Innen- bzw. Außenfläche miteinander in Berührung stehen.
• Der Ring mit der konischen Außenfläche besteht dabei aus einem Material, das einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Material des Ringes mit der konischen Innenfläche. Die Konuswinkel der Innen- bzw. Außenfläche sind so abgestimmt, daß der erforderliche Längenausgleich stattfindet. Eine Kompensation der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Hülle und Einlage offenbart dieses Patent nicht.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Befestigung von HL- bzw. PL-Einlagen zu entwickeln, die auch für den Fall, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient der Einlage α_E kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Geschoßhülle α_H ist, einen gleichbleibend symmetrischen und festen Sitz der Einlage im Hüllenkörper gewährleistet.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
• Die Unteransprüche geben besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, welche mit Hilfe von Figuren erläutert werden, beschrieben.
• Es zeigen:

Fig. 1

einen Längsschnitt durch einen Gefechtskopf mit projektilbildender Einlage, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist;

Fig. 2 und 3

zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4

eine etwas größere Darstellung der Fig. 2 zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 5

einen Längsschnitt durch einen Gefechtskopf mit Hohlladungseinlage mit erfindungsgemäßer Vorrichtung; und

Fig. 6 und 7

zwei weitere Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung.

• In Fig. 1 sind mit 10 der Gefechtskopf, mit 11 dessen Hülle, mit 12 eine Abdeckplatte und mit 13 eine PL-Einlage bezeichnet. Über eine Übertragungs- und Verstärkerladung 14 wird in bekannter Weise der Sprengkörper 15 des Gefechtskopfes 10 gezündet. Die PL-Einlage 13 ist mit der Hülle 11 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen L-förmigen Zwischenring 16 befestigt.
• Der mit 17 gekennzeichnete Ausschnitt der Befestigungsvorrichtung der Einlage ist in den Fig. 2 und 3 vergrößert dargestellt.
• Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist der L-förmige Zwischenring über eine Formschluß- bzw. Kraftschlußzone 18 mit der Einlage 13 verbunden. Die Befestigung des Zwischenringes 16 an der Hülle 11 erfolgt mit Hilfe lösbarer oder nichtlösbarer Verbindungsmittel (z. B. Aufschrumpfen, Pressen oder auch durch Schweiß- und Lötverbindungen, aber auch durch Schrauben- und Stiftverbindungen).
• Der Zwischenring 16 (Fig. 2) weist eine Druckfläche 19 auf, mit der er auf die Außenseite der Hülle 11 drückt. Im wesentlichen unterscheiden sich die Fig. 2 und 3 nur dadurch, daß der Zwischenring 16′ (Fig. 3) gegenüber dem Zwischenring 16 (Fig. 2) außer der Druckfläche 19 noch eine Gleitfläche 21 am stirnseitigen Ende der Hülle 11 aufweist.
• Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Hülle α_H sollte größer sein als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Zwischenringes 16, 16′. Beispielsweise kann die Hülle aus Stahl und der Ring aus Tantal bestehen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Einlage α_E sollte hingegen größer oder gleich dem Ausdehnungskoeffizienten des Ringes α_R sein. Es können daher Einlage und Ring aus Tantal oder die Einlage aus Tantal und der Ring aus Invar bestehen.
• Im folgenden wird kurz mit Hilfe Fig. 4 auf die Wirkungsweise der Erfindung eingegangen:
  Da α_H>α_R ist, dehnt sich die Hülle bei höheren Temperaturen stärker aus als der Ring. Aufgrund der größeren radialen Verformung der Hülle entsteht auf der Ebene 19 eine Druckkraft, die den mit 22 bezeichneten Teil des Zwischenringes 16 auf Biegung beansprucht, und es entsteht ein Moment 23 um den Punkt 24.
  Daraus resultiert eine radiale, auf dem Umfang des Ringes 16 nach innen gerichtete Haltekraft 25, die die Einlage 13 symmetrisch zur Gefechtskopfachse festhält.
• Bei Verwendung eines L-Ringes 16′ mit Gleitebene (Fig. 3) ergibt sich ebenfalls eine Haltekraft 25 aufgrund des Momentes 23 um den Punkt 24. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß eine bessere Montagemöglichkeit (der Ring 16′ kann bis Anschlag Hüllenvorderkante gepreßt werden) und eine höhere Paßgenauigkeit von Einlage-Hülle-Ring gegeben ist. Außerdem kann sich kein Sprengstoff zwischen Ring und Hüllenvorderkante setzen, was aus Sicherheitsgründen erwünscht ist.
• Die Fig. 5 bis 7 zeigen das Ausführungsbeispiel eines Gefechtskopfes mit Hohlladungseinlage und Befestigungsvorrichtung. Selbstverständlich kann in diesem Fall statt einer Hohlladungseinlage auch wiederum eine projektilbildende Einlage verwendet werden. Der Gefechtskopf wurde mit 30, seine Hülle mit 31, die Einlage mit 32 und die Befestigungsvorrichtung der Einlage mit 33 bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde statt eines L-förmigen ein U-förmiger Zwischenring benutzt.
• Beispiele für die Anordnung Hülle, U-förmiger Zwischenring und Einlage zeigen die Fig. 5 und 6. Dabei wird ein Zapfen 35 der Hülle 31 von dem Zwischenring 33 bzw. 33′ umfaßt. Mit 36 wurde die Formschluß- bzw. Kraftschlußzone des Zwischenringes mit der Einlage und mit 37 die Druckfläche sowie mit 38 die Gleitfläche bezeichnet.
• Bei dem Ring mit U-Form gilt hinsichtlich des Ausgleiches der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen das gleiche Prinzip wie bei dem Ring mit L-Form. Bei Verwendung von Ladungen mit niedrigen Temperaturen ist die Verbindung Ring-Einlage dadurch gewährleistet, daß der Ring 33, 33′ unter Vorspannung an der Hülle 31 angebracht wird.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Befestigung der Einlage von Hohlladungen oder projektilbildenden Ladungen (13;32) an der Hülle (11;31) eines Gefechtskopfes (10;30), wobei die Einlage (13;32) umfangseitig an einem Zwischenring (16;33) angeordnet ist, welcher seinerseits an der Hülle (11;31) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (16,16';33,33') um die einlagenseitige Stirnfläche der Hülle (11;31) herumgeführt ist und eine Druckfläche (19;37) aufweist, die gegen die Außenseite der Hülle (11;31) drückt, und daß für die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Einlage (α_E), des Zwischenringes (α_R) und der Hülle (α_H) die Beziehungen gelten:
   
   ${\text{α}}_{\text{H}}{\text{> α}}_{\text{R}}$

   

   
   ${\text{α}}_{\text{E}}{\text{≧ α}}_{\text{R}}$

   
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (16, 16′) L-förmig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (33, 33′) U-förmig ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (16; 33) gegenüber der einlagenseitigen Stirnfläche der Hülle (11; 31) eine Gleitfläche (21; 38) aufweist.

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