EP0616189B1 - Verfahren zur Herstellung eines Splitterkörpers - Google Patents

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EP0616189B1
EP0616189B1 EP94103489A EP94103489A EP0616189B1 EP 0616189 B1 EP0616189 B1 EP 0616189B1 EP 94103489 A EP94103489 A EP 94103489A EP 94103489 A EP94103489 A EP 94103489A EP 0616189 B1 EP0616189 B1 EP 0616189B1
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EP
European Patent Office
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structural fragments
case
explosive
outer case
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EP94103489A
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EP0616189A3 (de
EP0616189A2 (de
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Heinrich Dr. Hampel
Max Rentzsch
Hans Strauss
Gerald Rieger
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Diehl Verwaltungs Stiftung
Original Assignee
Diehl GmbH and Co
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/20—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • F42B12/22—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type with fragmentation-hull construction
    • F42B12/32—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type with fragmentation-hull construction the hull or case comprising a plurality of discrete bodies, e.g. steel balls, embedded therein or disposed around the explosive charge

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a splinter body, in which construction splinters are pressed at least in one layer between two sleeves arranged centrally in one another.
  • a splinter body in which construction splinters are pressed at least in one layer between centrally arranged sleeves and which construction splinters are formed by explosive deformation between the inner sleeve and the outer sleeve with pre-fragmentation of the inner and outer sleeves, is known from DE-A-2 129 196.
  • a splinter body for splinter projectiles in which splinters designed as spheres are pressed in in one layer between two sleeves arranged centrally in one another.
  • the balls are brought from an initial pitch circle to a smaller prefabricated circle by tensioning the balls by external circular hammering.
  • the disadvantage of this is that the balls emigrate through this machining process and form so-called nests. This results in an imbalance for the projectile, which leads to an increased load on the weapon barrel and thus to a relatively high level of wear when fired.
  • the external ballistics is severely impaired, so that the trajectory is not reproducible in all cases.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a method for producing the splinter casing, in which a uniform embedding of the balls and a reproducible roundness in the region of the mouth hole of a machined projectile casing is ensured.
  • the splinter body should also be inexpensive and easy to manufacture.
  • the splinter body according to the invention can be produced reproducibly. It is characterized by the fact that the fragments are uniformly fixed on the circumference in the splinter body, so that the inside and outside ballistics are not negatively influenced by the splinter body or by the splinter floor. The roundness in the mouth hole area of the splinter floor is guaranteed.
  • the spherical splinter bodies largely retain their original shape due to the very high forming speed of the outer sleeve.
  • the explosive deformation advantageously causes the inner and outer splinter shells to be pre-fragmented by the pre-shaped splinter shells. This results in a splinter effect of the construction splinters and also considerable splinter effects of the inner and outer shell of the splinter floor in the vicinity. The middle and far range for the splinter effect is covered by the construction splinters designed as spheres.
  • a major advantage is also that cracks do not occur in the shell of the shell either due to the manufacturing process or after a long storage period of the fragmentary bullets.
  • the special design of the explosive forming is decisive for this. This sees namely, that the detonation is initiated centrally on one end face, but the main area of action of the detonation waves extends over the circumference of the outer fragment shell.
  • the balls 32 are only embedded in the surrounding material, but the sleeve ends 48, 49 weld to one another. This is possible due to the special sleeve geometry and the blasting arrangement.
  • a base plate 1 fixes a deformation object 3 in a recess 2 and a cladding tube 4 on the circumference.
  • the deformation object 3 has a plastic cap 5 for detonation wave guidance at its free end.
  • the cap 5 surrounds the deformation object 3 with an edge 6 and carries a detonator capsule 7 with ignition lines 8 in the center.
  • the protrusion 11 is approximately a third of the distance 10.
  • the arrangement described is arranged upright on a base 12 made of sand in an indicated, air-evacuable container 13.
  • An explosive 9 lies in the cladding tube 4. The explosive 9 surrounds the cap 5 and only encases the deformation object on the circumference.
  • an inner sleeve 20 carries a mandrel 22 in a bore 21 for radial support.
  • the inner sleeve 20 can be designed as an extruded part or as a solid body.
  • the inner sleeve 20 also has a front collar 23 on a head 18, a cone 24, a two-stage recess 25 with an intermediate cone 26 with diameters 27, 28 and a cylindrical section 29 on the foot side.
  • balls 32 designed as structural splinters are arranged as tight ball packs 33 to 35.
  • the larger diameter spherical packing 33 centers an outer sleeve 40 together with the collar 23 in a conical end region 41 of the outer sleeve 40.
  • detonation waves propagate above the cap 5 corresponding to the distance 11 predominantly in the plane 19.
  • the deformation force in the direction of arrow 36 is therefore very small in relation to the centripetal deformation force of the explosive 9 over the entire length 16; this is one of the essential characteristics.
  • the detonation waves are then deflected via a conical outer surface 14 of the cap 5 into a cylinder region 15 of the deformation object 3.
  • the edge 6 of the cap 5 in connection with the collar 23 on the cone 24 prevent penetration of Fumes of explosives into the preform 3. This ensures that only the explosive deformation acting from the outside is effective on the deformation object 3.
  • the detonation waves then run in the cylinder region 15 in the direction of the base plate 1.
  • the deformation object 3 is deformed in the centripetal direction according to its total length 16 by the implementation of the explosive 9.
  • the mandrel 22 supports the inner sleeve 20.
  • the inner sleeve 20 can also be designed as a solid body which is then drilled out after the explosive shaping.
  • the outer sleeve 40 In explosive deformation, the outer sleeve 40 is deformed in all areas in the centripetal direction, so that all the annular gaps 42 to 46 drawn are not only completely bridged by the outer sleeve 40 but also the ball packs 33 to 35 in the inner and outer sleeves 20, 40 corresponding to the Heights 50 are molded and the inner and outer sleeves 20, 40 are welded gas-tight in the areas 29, 41, 47. These welding areas are indicated in FIG. 3 by dashed lines 51, 52.
  • the deformation object 3 shown in FIG. 2 has the outer contour designated 3.1 after the explosive deformation.
  • the dash-dotted outer contour 3.2 and inner contour 3.3 with an internal thread 3.4 in the mouth region 3.5 represents a finished chip body 3.6.
  • This body 3.6 has recesses 3.7 and 3.8 for the arrangement of a guide ring (not shown) and a base plate, also not shown.
  • the guide ring and the base plate can also be permanently and securely connected to the splinter body 3.6 by explosive deformation.
  • the deformation begins at the head 18, specifically from the collar 23, then extends continuously over the cone 24 along the entire inner sleeve 20.
  • the cone 24 just favors the deformation in the length range 31 of the smallest diameter 27 of the inner sleeve 20. This is where the greatest deformation takes place.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Splitterkörpers, bei welchem Konstruktionssplitter wenigstens einlagig zwischen zwei zentrisch ineinander angeordneten Hülsen eingepreßt sind.
  • Ein Splitterkörper, bei dem Konstruktionssplitter wenigstens einlagig zwischen zentrisch ineinander angeordneten Hülsen eingepreßt sind und wobei diese Konstruktionssplitter durch Explosivumformen zwischen der Innenhülse und der Außenhülse unter Vorfragmentierung der Innen- und Außenhülse eingeformt sind, ist aus der DE-A-2 129 196 bekannt.
  • 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 Waffenrohrs 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 relativ weichen Schwermetall-Kugelsplitter ihre ursprüngliche Form.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, 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 mittels den Verfahrenschritte 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.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Splitterkörpers, bei welchem Konstruktionssplitter (32) wenigstens einlagig zwischen zwei zentrisch ineinander angeordneten Hülsen (20,40) eingepreßt sind, wobei dieses Verfahren die folgenden Verfahrensschritte hat:
    - Aufbringen der Konstruktionssplitter (32) in einer Eindrehung (25) einer Innenhülse (20);
    - Aufschieben einer Außenhülse (40) auf die Innenhülse (20);
    - Zentrieren des aus Innen- und Außenhülse (20,40) und Konstruktionssplittern (32) bestehenden Verformungsgegenstandes (3) in einer Bodenplatte (1);
    - Aufsetzen einer mit einer konischen Außenfläche (14) versehenen Kappe (5) auf den Verformungsgegenstand (3) zur Detonationswellenlenkung, wobei diese Kappe (5) die Außenhülse (40) mit einem Rand (6) umgreift;
    - Fixieren eines Hüllrohres (4) an der Bodenplatte (1), so daß dieses Hüllrohr (4) zu der Außenhülle (40) in radialer Richtung einen Abstand (10) und zu der Kappe (5) einen axialen Überstand (11) aufweist, wobei der Überstand (11) etwa ein Drittel des Abstandes (10) ist;
    - aufrechtstehend Anordnen dieser genannten Teile in einem unterdruckfesten Behälter (13) auf einer Unterlage (12);
    - Einfüllen von Sprengstoff (9) in den Raum zwischen dem Hüllrohr (4) und der Außenhülle (40), während dieses Hüllrohr (4) und die Außenhülle (40) sich in der obengenannten aufrechtstehenden Anordnung auf der Unterlagen (12) befinden, wobei der Sprengstoff (9) sich axial über einer ebenen Stirnfläche der Kappe (5) über den Überstand (11) erstreckt, und der radiale Abstand (10) die umfangsseitige Schicht aus Sprengstoff(9) definiert;
    - Evakuieren des Behälters (13);
    - Zünden einer auf der Kappe (5) zentrisch angeordneten Sprengkapsel (7), wobei mittels dieses von außen erfolgenden Explosivumformens die Konstruktionssplitter in die Innenhülse (20) und die Außenhülse (40) bei Vorfragmentierung der rißfrei bleibenden Innen- und Außenhülse (20,40) einformbar sind;
    - Belüften des Behälters (13) mit Entnahme des Splitterkörpers zur zerspanenden Formgebung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Innenhülse (20) von innen durch einen entfernbaren Dorn (22) radial abstützbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Konstruktionssplitter in einem Abstandsraster (35) mit kompressiblen Stegen (35.1) gehalten sind.
  4. Verfahren 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.
  5. Verfahren 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.
  6. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Konstruktionssplitter (32) in der durch verschiedene Außendurchmesser (27,28) und einen Konus (26) abgestuften Eindrehung (25) der Innenhülse (20) liegen.
  7. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die in diesem Verfahren verwendete Kappe (5) aus einem stoßdämpfenden Werkstoff besteht.
  8. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein zündseitiger Kopf (18) der Innenhülse (20) zur Abdichtung des Zwischenraums (Ringspalte 42-46) gegen Sprengstoffschwaden einen Bund (23) aufweist, der am Eingangsbereich der Außenhülse (40) anliegt.
EP94103489A 1993-03-13 1994-03-08 Verfahren zur Herstellung eines Splitterkörpers Expired - Lifetime EP0616189B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4308027A DE4308027A1 (de) 1993-03-13 1993-03-13 Splitterkörper für Splittergeschosse und Verfahren zur Herstellung eines Splittergeschosses
DE4308027 1993-03-13

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Publication Number Publication Date
EP0616189A2 EP0616189A2 (de) 1994-09-21
EP0616189A3 EP0616189A3 (de) 1995-01-18
EP0616189B1 true EP0616189B1 (de) 1996-06-05

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DE (2) DE4308027A1 (de)

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DE4308027A1 (de) 1994-09-15
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