EP0616189A2

EP0616189A2 - Verfahren zur Herstellung eines Splitterkörpers

Info

Publication number: EP0616189A2
Application number: EP94103489A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Dr. Hampel; Max Rentzsch; Hans Strauss; Gerald Rieger
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1993-03-13
Filing date: 1994-03-08
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: EP0616189A3; DE4308027A1; DE59400323D1; EP0616189B1

Abstract

Ein kostengünstiger Splitterkörper (3.6) für Splittergeschosse mit Konstruktionssplittern (32) zwischen einer Innen- und Außenhülse (20, 40) liegt durch Explosivumformung im Vakuum vor. Dieser Splitterkörper ist durch Verschweißen der Innen- und Außenhülse (20, 40) in Bereichen (29, 47, 41) gasdicht. Die Konstruktionssplitter (32) sind gleichmäßig verteilt zwischen der Innen- und Außenhülse (20, 40) angeordnet, so daß die Innen- und Außenballistik eines mit einem derartigen Splitterkörper 3.6 versehenen Splittergeschosses keiner Störung durch evtl. Unwucht oder Risse in der Außenhülse (40) unterliegt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Splitterkörper für Splittergeschosse und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Splitterkörpers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 28 52 657 ist ein Splitterkörper für Splittergeschosse bekannt, bei dem als Kugeln ausgebildete Splitter einlagig zwischen zwei zentrisch ineinander angeordneten Hülsen eingepreßt sind. Die Kugeln werden durch von außen erfolgendes Kalt-Rundhämmern von einem Ausgangsteilkreis auf einen kleineren Fertigteilkreis unter Verspannung der Kugeln gebracht. Nachteilig daran ist, daß durch dieses Bearbeitungsverfahren die Kugeln auswandern und sogenannte Nester bilden. Daraus resultiert für das Geschoß eine Unwucht, die beim Abschuß zu einer erhöhten Belastung des Waffenrohres und damit zu einem relativ hohen Verschleiß führt. Außerdem ist die Außenballistik stark beeinträchtigt, so daß die Flugbahn nicht in allen Fällen reproduzierbar ist.
Weiterhin führt das Schmieden einer derartigen Geschoßhülle nach dem zerspanenden Verformen auf die endgültige äußere Kontur zum Freiwerden von Spannungen im Bereich des Mundloches. Die Folge ist ein Verzug im Mundlochbereich mit einer derartigen Unrundheit, daß die aufzuschraubenden Zünder teilweise nicht montiert werden können.
Durch die langsame und stufenweise Schmiedeumformung verlieren die ralativ weichen Schwermetall-Kugelsplitter ihre ursprüngliche Form.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Splitterhülle und ein Verfahren zur Herstellung der Splitterhülle vorzuschlagen, bei dem eine gleichmäßige Einbettung der Kugeln und eine reproduzierbare Rundheit im Mundlochbereich einer zerspanend bearbeiteten Geschoßhülle gewährleistet ist. Der Splitterkörper soll darüberhinaus kostengünstig und einfach herstellbar sein.
Die Erfindung löst diese Aufgabe entsprechend den Merkmalen des Anspruches 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der erfindungsgemäße Splitterkörper ist reproduzierbar herzustellen. Er zeichnet sich dadurch aus, daß die Splitter umfangseitig gleichmäßig im Splitterkörper fixiert sind, so daß Innen- und Außenballistik nicht negativ durch den Splitterkörper bzw. durch das Splittergeschoß beeinflußt werden. Die Rundheit im Mundlochbereich des Splittergeschosses ist gewährleistet.
Die kugelförmigen Splitterkörper behalten ihre ursprüngliche Form weitgehend bei, aufgrund der sehr hohen Umformgeschwindigkeit der Außenhülse.
Wesentlich ist auch die Dichtigkeit des Splitterbereiches zwischen den beiden Geschoßhüllen durch definierte Schweißzonen außerhalb des Splitterbereiches also im Boden- und Kopfbereich der Splitterhüllen.
Durch die Explosivumformung wird in vorteilhafter Weise eine Vorfragmentierung der inneren und äußeren Splitterhülle durch die vorgeformten Splitterhüllen bewirkt. Damit liegt eine Splitterwirkung der Konstruktionssplitter und auch beträchtliche Splitterwirkungen der Innen- und Außenhülle des Splittergeschosses im Nahbereich vor. Der mittlere und Fernbereich für die Splitterwirkung wird durch die als Kugeln ausgebildeten Konstruktionssplitter abgedeckt.
Ein wesentlicher Vorteil liegt auch dadurch vor, daß weder durch das Fertigungsverfahren noch nach langer Lagerzeit der Splittergeschosse Risse in den Geschoßhüllen auftreten. Maßgebend hierfür ist die spezielle Gestaltung der Explosivumformung. Diese sieht nämlich vor, daß zwar die Einleitung der Detonation zentral an einer Stirnseite erfolgt, jedoch der Hauptwirkungsbereich der Detonationswellen sich über den Umfang der äußeren Splitterhülle erstreckt.
Bei der Umformung der Außenhülse 40 werden die Kugeln 32 lediglich im umgebenden Material eingebettet, die Hülsenenden 48, 49 verschweißen jedoch miteinander. Dies ist aufgrund der speziellen Hülsengeometrie und der Sprenganordnung möglich.
Es ist zwar aus der DE-C2 38 35 808 bekannt, als Verfahren zur Herstellung von Hartkerngeschossen das Explosivverformen vorzusehen. Hierbei kommt es darauf an, einen Geschoßkern herzustellen, dessen Eigenschaften über die Kernlänge reproduzierbar verändert werden können. Insbesondere soll die Geschoßspitze sehr spröde und der restliche Teil des Geschoßkernes duktil sein. Hierzu werden nicht vorgesinterte Pulverkörper unterschiedlicher Korngröße in ein Hüllrohr eingebracht. Das auf einer Unterlage stehende Hüllrohr wird dann mit Sprengstoff ummantelt, wobei kopfseitig eine Zündanordnung vorgesehen ist. Die mittlere Sprengstoffdicke im Kopfbereich beträgt etwa das dreifache der radialen Komponente des Sprengstoffs im Umfangbereich des Hüllrohres. Damit überwiegt die axialwirkende Verformungskomponente wesentlich stärker als die radialen Momente. Bei Übertragung dieses Verfahrens auf den erfindungsgemäßen Splitterkörper würde sowohl die Festigkeit der Splitter als auch die Rißfreiheit wenigstens der äußeren Splitterhülle nachteilig beeinflussen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnungen nachfolgend beschrieben.
Es zeigt:

Figur 1: eine Anordnung zur Explosivumformung
Figur 2: ein Ausgangsteil vor der Explosivumformung und
Figur 3: das aus Fig. 2 hervorgehende Ausgangsteil in einem verformten Zustand und
Figur 4: eine Einzelheit IV gemäß Figur 3.

Nach Figur 1 fixiert eine Bodenplatte 1 in einer Ausnehmung 2 einen Verformungsgegenstand 3 und umfangsseitig ein Hüllrohr 4. Der Verformungsgegenstand 3 trägt an seinem freien Ende eine Kappe 5 aus Kunststoff zur Detonationswellenlenkung. Die Kappe 5 umgibt den Verformungsgegenstand 3 mit einem Rand 6 und trägt zentrisch eine Sprengkapsel 7 mit Zündleitungen 8. Das Hüllrohr 4 weist zum Verformungsgegenstand 3 in radialer Richtung einen Abstand 10 und zur Kappe 5 einen axialen Überstand 11 auf. Der Überstand 11 beträgt etwa ein Drittel des Abstandes 10. Die beschriebene Anordnung ist aufrechtstehend auf einer Unterlage 12 aus Sand in einem angedeuteten, luftevakuierbaren Behälter 13 angeordnet. Im Hüllrohr 4 liegt ein Sprengstoff 9. Der Sprengstoff 9 umgibt die Kappe 5 und umhüllt den Verformungsgegenstand nur umfangseitig.
Nach Figur 2 trägt eine Innenhülse 20 in einer Bohrung 21 einen Dorn 22 zur radialen Abstützung. Die Innenhülse 20 kann als Fließpreßteil oder auch als Vollkörper ausgebildet sein.
Die Innenhülse 20 besitzt weiterhin einen stirnseitigen Bund 23 an einem Kopf 18, einen Konus 24, eine zweifach abgestufte Eindrehung 25 mit dazwischenliegendem Konus 26 mit Durchmessern 27, 28 und einen fußseitigen zylindrischen Abschnitt 29.
In zylindrischen Längenbereichen 30, 31 und am Konus 26 sind als Konstruktionssplitter ausgebildete Kugeln 32 (Figur 4) als dichte Kugelpackungen 33 bis 35 angeordnet. Die durchmessergrößere Kugelpackung 33 zentriert eine Außenhülse 40 zusammen mit dem Bund 23 in einem konischen Stirnbereich 41 der Außenhülse 40.
Bei Zündung der Sprengkapsel 7 breiten sich Detonationswellen oberhalb der Kappe 5 entsprechend dem Abstand 11 vorwiegend in der Ebene 19 aus. Die Verformungskraft in Richtung des Pfeiles 36 ist daher sehr klein im Verhältnis zur zentripetalen Verformungskraft des Sprengstoffes 9 über die Gesamtlänge 16; dies ist eines der wesentlichen Merkmale. Die Detonationswellen werden dann über eine konische Außenfläche 14 der Kappe 5 in einen Zylinderbereich 15 des Verformungsgegenstandes 3 umgelenkt. Der Rand 6 der Kappe 5 in Verbindung mit dem Bund 23 an dem Konus 24 verhindern ein Eindringen von Sprengstoffschwaden in den Vervormungsgegenstand 3. Dadurch ist sichergestellt, daß auf den Verformungsgegenstand 3 nur die von außen wirkende Explosivumformung wirksam ist.
In dem Zylinderbereich 15 verlaufen dann die Detonationswellen in Richtung auf die Bodenplatte 1. Durch die Umsetzung des Sprengstoffes 9 wird der Verformungsgegenstand 3 in zentripetaler Richtung gemäß seiner Gesamtlänge 16 verformt. Hierbei stützt der Dorn 22 die Innenhülse 20 ab. Alternativ zu dem Dorn 22 kann die Innenhülse 20 auch als Vollkörper ausgebildet sein, der dann - nach der Explosivumformung - ausgebohrt wird.
Bei der Explosivumformung wird die Außenhülse 40 in allen Bereichen in zentripetaler Richtung verformt, so daß sämtliche gezeichnete Ringspalte 42 bis 46 nicht nur von der Außenhülse 40 vollständig überbrückt werden sondern auch die Kugelpackungen 33 bis 35 in die Innen- und Außenhülse 20, 40 entsprechend der Höhen 50 eingeformt und die Innen- und Außenhülse 20, 40 in den Bereichen 29, 41, 47 gasdicht verschweißt werden. Diese Verschweißungsbereiche sind in Figur 3 durch strichpunktiert gezeichnete Linien 51, 52 angedeutet.
Der aus Figur 2 hervorgehende Verformungsgegenstand 3 weist nach der Explosivumformung die mit 3.1 bezeichnete Außenkontur auf.
Die strichpunktiert gezeichnete Außenkontur 3.2 sowie Innenkontur 3.3 mit einem Innengewinde 3.4 im Mundlochbereich 3.5 stellt einen fertig bearbeiteten Splitterkörper 3.6 dar. Dieser Splitterkörper 3.6 weist Ausnehmungen 3.7 und 3.8 zur Anordnung eines nicht dargestellen Führungsringes und einer ebenfalls nicht dargestellten Bodenplatte auf. Der Führungsring als auch die Bodenplatte können ebenfalls durch Explosivumformung dauerhaft und sicher mit dem Splitterkörper 3.6 verbunden werden.
Für einen rißfreien und gasdichten Splitterkörper 3.6 ist es wesentlich, daß die Verformung am Kopf 18 und zwar ab dem Bund 23 beginnt, sich dann über den Konus 24 stufenlos entlang der gesamten Innenhülse 20 erstreckt. Der Konus 24 begünstigt gerade die Verformung im Längenbereich 31 des kleinsten Durchmessers 27 der Innenhülse 20. Denn dort findet die größte Verformung statt.
Die Zusammenfassung ist Teil der Beschreibung.

Claims

Splitterkörper für Splittergeschosse bei dem Konstruktionssplitter wenigstens einlagig zwischen zwei zentrisch ineinander angeordneten Hülsen eingepreßt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Konstruktionssplitter (32) durch von außen erfolgendes Explosivumformen in eine Innenhülse (20) und in eine Außenhülse (40) bei Vorfragmentierung der rißfrei bleibenden Innen- und Außenhülse (20, 42) einformbar sind.
Splitterkörper nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenhülse (20) von innen durch einen entfernbaren Dorn (22) radial abstützbar ist.
Splitterkörper nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Konstruktionssplitter in einem Abstandsraster (35) mit kompressiblen Stegen (35.1) gehalten sind.
Splitterkörper nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innen- und Außenhülse (20, 40) außerhalb einer Eindrehung (25) für die Konstruktionssplitter (32) verschweißbare Abschnitte (29, 47) aufweist.
Splitterkörper nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innen- und Außenhülse (20, 40) aus einem kohlenstoffhaltigen oder aus einem rostfreien Stahl und die Konstruktionssplitter aus einem Schwermetall oder Stahl bestehen.
Splitterkörper nach den Ansprüchen 1 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Konstruktionssplitter (32) in einer durch verschiedene Außendurchmesser (27, 28) und einen Konus (26) abgestuften Eindrehung (25) der Innenhülse (20) liegen.
Verfahren zur Herstellung des Splitterkörpers nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
1. Aufbringen der Konstruktionssplitter (32) in der Eindrehung (25) der Innenhülse (20)

2. Aufschieben der Außenhülse (40) auf die Innenhülse (20)

3. Zentrieren des aus Innen- und Außenhülse (20, 40) bestehenden Verformungsgegenstandes (3) in einer Bodenplatte (1)

4. Aufsetzen einer Kappe (5) zur Detonationswellenlenkung auf den Verformungsgegenstand (3)

5. Fixieren eines Hüllrohres (4) an der Bodenplatte (1)

6. Einfüllen von Sprengstoff (9) in die auf einer Unterlage (12) aufrechtstehende, vorbeschriebene Anordnung in einem unterdruckfesten Behälter (13)

7. Evakuieren des Behälters (13)

10. Zünden der Sprengkapsel (7)

11. Belüften des Behälters (13) mit Entnahme der Anordnung zur zerspanenden Formgebung.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kappe (5) aus einem stoßdämpfenden Werkstoff besteht und die Außenhülle (40) mit einem Rand (6) umgreift.
Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine axiale Schicht des Sprengstoffes (9) über einer ebenen Stirnfläche der Kappe (5) gemäß einem Abstand (11) sehr dünn ist und etwa ein Drittel der Dicke des radialen Abstandes (10) zwischen der Außenhülse (40) und dem Hüllrohr (4) beträgt, wobei der Abstand (10) die umfangseitige Schicht aus Sprengstoff (9) definiert.
Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zündseitiger Kopf (18) der Innenhülse (20) zur Abdichtung des Zwischenraumes (Ringspalte 42-46) gegen Sprengstoffschwaden einen Bund (23) aufweist, der am Eingangsbereich der Außenhülse (40) anliegt.