EP1111328A1 - Projectile and process for manufacture of a projectile - Google Patents

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EP1111328A1
EP1111328A1 EP99811176A EP99811176A EP1111328A1 EP 1111328 A1 EP1111328 A1 EP 1111328A1 EP 99811176 A EP99811176 A EP 99811176A EP 99811176 A EP99811176 A EP 99811176A EP 1111328 A1 EP1111328 A1 EP 1111328A1
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EP
European Patent Office
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projectile
guide
projectile body
guide means
titanium
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99811176A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kurt Dr.-Ing. Steinhoff
Matthias Dipl.-Ing. Schupfer
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.)
SM Schweizerische Munitionsunternehmung AG
Original Assignee
SM Schweizerische Munitionsunternehmung AG
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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
    • F42B14/02—Driving bands; Rotating bands

Definitions

  • the invention relates to a projectile with a projectile body and with radially projecting ones arranged on the projectile body Guide means for guiding the projectile body in a gun barrel.
  • the invention further relates to a Method for manufacturing a projectile, in which a guide means having a guide band in a corresponding designed recess of a projectile body is attached.
  • Known projectiles usually have one on the outer surface of the projectile body fastened guide means made of copper on. There are also floors with several at a defined distance mutually arranged guide means known. These guide means are in the form of ring-shaped elevations educated. When shooting one designed like this Projectile body in a gun barrel, the inner surface has several spirally circumferential grooves the elevations are pressed in and shaped, which makes the Projectile experiences a rotation, which stabilizes it serves on its trajectory. At the same time, the guide means works as a seal against the on the rear side of the Projectile hot powder gases and as friction-reducing intermediate layer between the floor body and gun barrel.
  • a disadvantage of the known projectiles is that they are be able to insert copper into the gun barrel when fired. This ultimately leads to embrittlement of the gun barrel and results in a reduction in its mechanical Strength. According to one of various initial conditions dependent number of kills is the gun barrel unusable. The entry of copper is also into the system environment, especially with ammunition which is intended for exercise purposes.
  • the invention is therefore based on the problem of a projectile of the type mentioned at the outset so that it when it was shot, an entry of copper into the gun barrel and largely avoiding its surroundings.
  • the invention is based on the problem of a method for To further develop the manufacture of radially protruding guide means that there is optimal adhesion of the guide means on the projectile body, the transition zone can be optimized or minimized between the two parts should be. Extremely high temperature and Gas pressure loads on the guide means can occur without this failure.
  • the first-mentioned problem is solved by that at least the radially outer area of the guide means made of titanium or a titanium alloy is.
  • the guide means can at least in the area touching the gun barrel when fired manufactured without or with a designated low copper content become. A release of the copper from the guide means this can be avoided.
  • the inventive Projectile largely prevents her from firing an entry of copper into the gun barrel. A This makes the gun barrel embrittlement reliable avoided.
  • the guide means are the invention reliably attached to the projectile body, if a connection of the projectile body with a the annular guide band carrying the guide means is integrally designed.
  • the guiding means have advantageous ones Development of the invention a particularly high stability, if the titanium content in the guide band is over 90%. Farther the guide means thereby have a special high melting point so that by a high surface pressure arising between the guide means and the gun barrel Do not heat to melt the guide means leads. This prevents previous, material-related Interactions between gun barrel and guiding means. Alloy components known per se can be used further improve these mechanical properties.
  • a ring-shaped guide band is according to one other advantageous development of the invention reliably connected to the projectile body when this is on corresponding to its radially inward-facing side, with circumferential projections of the projectile body designed grooves having.
  • Friction welding process takes place.
  • the Projectile body used steels such as 42CrMo4 or a maraging steel X2NiCoMo18-5 with very pure titanium securely welded.
  • FIG. 1a shows a first partial area of a floor 1 with a guide means 2 in its design before Shot in direction A from a gun barrel, not shown with a spiral-shaped inner contour.
  • the guide means 2 consists of high-purity titanium and is in a groove, known per se, running around in the projectile body 5 made of 42CrMo4 tempered steel.
  • the front part of floor 1 is notoriously known Designed wise; the firing direction is here with one Arrow characterized and labeled with A.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)

Abstract

The projectile has a titanium guide band on its body (1) which supports a guide device (2). The union between the band and the body is by friction welding. The titanium content in the guide device and guide band is more than 90 per cent and further alloyed component parts have improved mechanical properties in relation to titanium. The ring-shaped guide band on its radially inwardly facing side has grooves.

Description

Die Erfindung betrifft ein Geschoss mit einem Geschosskörper und mit auf dem Geschosskörper angeordneten radial abstehenden Führungsmitteln zur Führung des Geschosskörpers in einem Geschützrohr. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fertigung eines Geschosses, bei dem ein Führungsmittel aufweisendes Führungsband in eine entsprechend gestaltete Ausnehmung eines Geschosskörpers befestigt wird.The invention relates to a projectile with a projectile body and with radially projecting ones arranged on the projectile body Guide means for guiding the projectile body in a gun barrel. The invention further relates to a Method for manufacturing a projectile, in which a guide means having a guide band in a corresponding designed recess of a projectile body is attached.

Bekannte Geschosse weisen meist ein auf der Mantelfläche des Geschosskörpers befestigtes Führungsmittel aus Kupfer auf. Es sind auch Geschosse mit mehreren in definiertem Abstand zueinander angeordneten Führungsmitteln bekannt. Diese Führungsmittel sind in Form von ringförmigen Erhebungen ausgebildet. Beim Abschuss eines derart gestalteten Geschosskörpers in einem Geschützrohr, dessen innere Oberfläche mehrere spiralförmig umlaufende Nuten aufweist, werden die Erhebungen eingepresst und geformt, wodurch das Geschoss eine Rotation erfährt, was zu dessen Stabilisierung auf seiner Flugbahn dient. Gleichzeitig wirkt das Führungsmittel als Abdichtung gegen die an der Heckseite des Geschosses beaufschlagenden heissen Pulvergase und als reibungsmindernde Zwischenschicht zwischen Geschosskörper und Geschützrohr.Known projectiles usually have one on the outer surface of the projectile body fastened guide means made of copper on. There are also floors with several at a defined distance mutually arranged guide means known. These guide means are in the form of ring-shaped elevations educated. When shooting one designed like this Projectile body in a gun barrel, the inner surface has several spirally circumferential grooves the elevations are pressed in and shaped, which makes the Projectile experiences a rotation, which stabilizes it serves on its trajectory. At the same time, the guide means works as a seal against the on the rear side of the Projectile hot powder gases and as friction-reducing intermediate layer between the floor body and gun barrel.

Zur Herstellung dieser bekannten Führungsmittel wird eine umlaufende Nut in den Geschosskörper eingedreht, in welche ein Ring eingeschrumpft, eingepresst und/oder schweisstechnisch verankert wird. To produce these known guide means circumferential groove screwed into the projectile body, in which a ring shrunk in, pressed in and / or welded is anchored.

Nachteilig bei den bekannten Geschossen ist, dass diese beim Abschuss Kupfer in das Geschützrohr eintragen können. Dies führt schliesslich zu einer Versprödung des Geschützrohrs und resultiert in einer Herabsetzung seiner mechanischen Festigkeit. Nach einer von verschiedensten Initialbedingungen abhängigen Anzahl von Abschüssen ist das Geschützrohr unbrauchbar. Ebenfalls ist der Eintrag von Kupfer in die Systemumgebung bedenklich, insbesondere bei Munition die für Übungszwecke vorgesehen ist.A disadvantage of the known projectiles is that they are be able to insert copper into the gun barrel when fired. This ultimately leads to embrittlement of the gun barrel and results in a reduction in its mechanical Strength. According to one of various initial conditions dependent number of kills is the gun barrel unusable. The entry of copper is also into the system environment, especially with ammunition which is intended for exercise purposes.

Zudem führen die hohen Gasdrucke moderner Waffensysteme zu dynamischen Belastungen, denen bisher eingesetzte Kupferringe oft nicht standhalten.The high gas pressures also lead to modern weapon systems dynamic loads that copper rings used to date often not withstand.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Geschoss der eingangs genannten Art so zu gestalten dass es bei seinem Abschuss einen Eintrag von Kupfer in das Geschützrohr und dessen Umgebung weitgehend vermeidet. Zudem liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von radial abstehenden Führungsmitteln so weiterzubilden, dass sich eine optimale Haftung des Führungsmittels am Geschosskörper ergibt, wobei die Übergangszone zwischen den beiden Teilen optimierbar bzw. minimalisierbar sein soll. Ebenfalls sollen extrem hohe Temperatur- und Gasdruckbelastungen an den Führungsmitteln auftreten können ohne dass diese Versagen.The invention is therefore based on the problem of a projectile of the type mentioned at the outset so that it when it was shot, an entry of copper into the gun barrel and largely avoiding its surroundings. In addition the invention is based on the problem of a method for To further develop the manufacture of radially protruding guide means that there is optimal adhesion of the guide means on the projectile body, the transition zone can be optimized or minimized between the two parts should be. Extremely high temperature and Gas pressure loads on the guide means can occur without this failure.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zumindest der radial äussere Bereich der Führungsmittel aus Titan oder einer Titanlegierung gefertigt ist. According to the invention, the first-mentioned problem is solved by that at least the radially outer area of the guide means made of titanium or a titanium alloy is.

Durch diese Gestaltung können die Führungsmittel zumindest in dem das Geschützrohr beim Abschuss berührenden Bereich ohne oder mit einem vorgesehenen geringen Kupferanteil gefertigt werden. Ein Lösen des Kupfers von den Führungsmitteln lässt sich hierdurch vermeiden. Das erfindungsgemässe Geschoss verhindert hierdurch bei seinem Abschuss weitgehend einen Eintrag von Kupfer in das Geschützrohr. Eine Versprödung des Geschützrohrs wird hierdurch zuverlässig vermieden.With this design, the guide means can at least in the area touching the gun barrel when fired manufactured without or with a designated low copper content become. A release of the copper from the guide means this can be avoided. The inventive Projectile largely prevents her from firing an entry of copper into the gun barrel. A This makes the gun barrel embrittlement reliable avoided.

Die Führungsmittel sind gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig an dem Geschosskörper befestigt, wenn eine Verbindung des Geschosskörpers mit einem die Führungsmittel tragenden ringförmigen Führungsband stoffschlüssig gestaltet ist.According to an advantageous further development, the guide means are the invention reliably attached to the projectile body, if a connection of the projectile body with a the annular guide band carrying the guide means is integrally designed.

Die Führungsmittel haben gemäss einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders hohe Stabilität, wenn der Titangehalt im Führungsband über 90% beträgt. Weiterhin weisen die Führungsmittel hierdurch einen besonders hohen Schmelzpunkt auf, so dass die durch eine hohe Flächenpressung zwischen Führungsmittel und Geschützrohr entstehende Wärme nicht zu einem Anschmelzen der Führungsmittel führt. Dies verhindert bisherige, werkstoffbedingte Wechselwirkungen zwischen Geschützrohr und Führungsmittel. Durch an sich bekannte Legierungsbestandteile lassen sich diese mechanischen Eigenschaften noch zusätzlich verbessern.According to another, the guiding means have advantageous ones Development of the invention a particularly high stability, if the titanium content in the guide band is over 90%. Farther the guide means thereby have a special high melting point so that by a high surface pressure arising between the guide means and the gun barrel Do not heat to melt the guide means leads. This prevents previous, material-related Interactions between gun barrel and guiding means. Alloy components known per se can be used further improve these mechanical properties.

Ein ringförmig gestaltetes Führungsband ist gemäss einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig mit dem Geschosskörper verbunden, wenn dieses an seiner radial nach innen weisenden Seite entsprechende, mit umlaufenden Vorsprüngen des Geschosskörpers gestaltete Nuten aufweist.A ring-shaped guide band is according to one other advantageous development of the invention reliably connected to the projectile body when this is on corresponding to its radially inward-facing side, with circumferential projections of the projectile body designed grooves having.

Das zweitgenannte Problem, nämlich das eingangs genannte Verfahren so weiterzuentwickeln, dass sich diese Geschosse besonders kostengünstig herstellen lassen, wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Führungsband mit dem Geschosskörper verschweisst wird.The second problem, namely the one mentioned at the beginning Process to evolve so that these bullets According to the invention, it can be produced particularly cost-effectively solved that the guide band with the projectile body is welded.

Durch diese Gestaltung weist die Verbindung des Führungsbandes mit dem Geschosskörper eine besonders hohe Festigkeit auf. Ein Aufschrumpfen des Führungsbandes in eine Nut des Geschosskörpers, wie bei den bekannten Verfahren üblich, ist dank der Erfindung nicht erforderlich. Die Fertigung des Geschosses gestaltet sich hierdurch besonders kostengünstig.With this design, the connection of the guide band with the bullet body a particularly high strength on. Shrinking the guide band into a groove the projectile body, as is customary in the known methods, is not necessary thanks to the invention. Manufacturing the floor is particularly inexpensive.

Zur Verringerung der Fertigungskosten bei hohen Stückzahlen von Geschossen trägt es gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Verbindung des Führungsbandes mit dem Geschosskörper im an sich bekannten Reibschweissverfahren erfolgt. Durch Reib- oder Diffusionsschweissverfahren lassen sich häufig zur Herstellung der Geschosskörper verwendete Stähle wie beispielsweise 42CrMo4 oder ein Maragingstahl X2NiCoMo18-5 mit sehr reinem Titan sicher stoffschlüssig verschweissen.To reduce manufacturing costs for large quantities of bullets according to an advantageous further training the invention when connecting the guide belt with the projectile body in the known Friction welding process takes place. By friction or diffusion welding processes can often be used to manufacture the Projectile body used steels such as 42CrMo4 or a maraging steel X2NiCoMo18-5 with very pure titanium securely welded.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1a
einen Teilbereich eines erfindungsgemässen Geschosses vor dem Abschuss,
Fig. 1b
einen Teilbereich eines erfindungsgemässen Geschosses nach dem Abschuss,
The invention permits numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of these is shown in the drawing and is described below. This shows in
Fig. 1a
a partial area of a projectile according to the invention before firing,
Fig. 1b
a partial area of a projectile according to the invention after firing,

Figur 1 stellt Teilbereiche eines Geschosses 1 dar, dabei zeigt Figur 1a einen ersten Teilbereich eines Geschosses 1 mit einem Führungsmittel 2 in seiner Ausgestaltung vor dem Abschuss in Richtung A aus einem nicht dargestellten Geschützrohr mit einer spiralförmig umlaufenden Innenkontur. Das Führungsmittel 2 besteht aus hochreinem Titan und ist in einer, an sich bekannten, umlaufen Nut im Geschosskörper 5 aus Vergütungsstahl 42CrMo4 verankert.Figure 1 shows subareas of a floor 1, thereby FIG. 1a shows a first partial area of a floor 1 with a guide means 2 in its design before Shot in direction A from a gun barrel, not shown with a spiral-shaped inner contour. The guide means 2 consists of high-purity titanium and is in a groove, known per se, running around in the projectile body 5 made of 42CrMo4 tempered steel.

Fig. 1b zeigt den selben Teilbereich nach dem Abschuss durch das Geschützrohr. Dabei entstehen charakteristische, von der Mantelfläche des Geschosskörpers 1 abstehende Erhebungen 4 im Führungsmittel 2, welche Erhebungen das Geschoss 1 im Geschützrohr in Rotation versetzen, was auf dessen Flugbahn die notorisch bekannte Drall-Stabilisierung bewirkt. Die heckseitig Schulter 3 des Führungsmittels 2 wird während des Abschusses mit Pulvergasen beaufschlagt und dient dabei, nach Art einer Kolbendichtung, gleichzeitig als hochwirksames Dichtmittel auch bei extrem hohen Gasdrucken.1b shows the same partial area after the launch through the gun barrel. Characteristic, Elevations protruding from the lateral surface of the projectile body 1 4 in the guide means 2, which elevations the floor 1 rotate in the gun barrel, what on whose trajectory is the notoriously known spin stabilization causes. The rear shoulder 3 of the guide means 2 is charged with powder gases during the launch and serves at the same time, like a piston seal as a highly effective sealant even at extremely high Gas printing.

Die Frontpartie des Geschosses 1 ist in notorisch bekannter Weise ausgestaltet; die Abschussrichtung ist hier mit einem Pfeil charakterisiert und mit A beschriftet.The front part of floor 1 is notoriously known Designed wise; the firing direction is here with one Arrow characterized and labeled with A.

Versuche haben gezeigt, dass derart hergestellte Führungsmittel gegenüber Führungsringen aus Kupfer bedeutend höheren Gasdrucken standhalten, dadurch ist beim Abschuss der Munitionskörper eine erhebliche Gefahrenquelle eliminiert; es sind zudem gefahrlos Leistungssteigerungen möglich. Gleichzeitig wird durch die Verwendung von Titan die Umweltverträglichkeit der Systeme, insbesondere im häufig vorkommenden Übungsbetrieb, verbessert und die Lebensdauer der Geschützrohre, aufgrund von deren günstigen Wechselwirkung mit dem Führungsmittel, verlängert.Tests have shown that guide means manufactured in this way compared to copper guide rings significantly higher Withstand gas pressure, so the Ammunition eliminates a significant source of danger; performance increases are also possible without risk. At the same time, the use of titanium makes it more environmentally friendly of the systems, especially in the frequent occurring exercise operation, and improved the lifespan the gun barrels, due to their favorable interaction with the guide means, extended.

Claims (5)

Geschoss mit einem Geschosskörper (1) und mit auf dem Geschosskörper (1) angeordneten radial abstehenden Führungsmitteln (2) zur Führung des Geschosskörpers (1) in einem Geschützrohr, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der radial äussere Bereich der Führungsmittel (2) aus Titan oder einer Titanlegierung gefertigt ist.Projectile with a projectile body (1) and with on the Projectile body (1) arranged radially projecting Guide means (2) for guiding the projectile body (1) in a gun barrel, characterized in that at least the radially outer area of the guide means (2) made of titanium or a titanium alloy is made. Geschoss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung des Geschosskörpers (1) mit einem die Führungsmittel (2) tragenden, ringförmigen Führungsband stoffschlüssig gestaltet ist.Projectile according to claim 1, characterized in that a connection of the projectile body (1) with a the guide means (2) supporting, annular Guide band is integrally designed. Geschoss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Titangehalt im Führungsmittel resp. Führungsband über 90% beträgt und dass die weiteren Legierungsbestandteile solche mit gegenüber Titan verbesserten mechanischen Eigenschaften sind.Projectile according to claim 1 or 2, characterized in that that the titanium content in the management means resp. Guide band is over 90% and that the further Alloy components with those compared to titanium are improved mechanical properties. Geschoss nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Führungsband an seiner radial nach innen weisenden Seite entsprechend umlaufenden Vorsprüngen am Geschosskörper (1) ausgestaltete Nuten aufweist.Projectile according to at least one of the preceding claims, characterized in that the annular Guide band on its radially inward facing Side corresponding circumferential projections on the projectile body (1) has designed grooves. Verfahren zur Fertigung eines Geschosses, bei dem ein Führungsmittel aufweisendes Führungsband in eine entsprechend gestaltete Ausnehmung eines Geschosskörpers befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsband mit dem Geschosskörper, vorzugsweise durch Reib- oder Diffusionsschweissen, verschweisst wird.Method for manufacturing a projectile in which a Guide belt having guide means in a corresponding designed recess of a projectile body is attached, characterized in that the guide band with the projectile body, preferably through Friction or diffusion welding, is welded.
EP99811176A 1999-12-20 1999-12-20 Projectile and process for manufacture of a projectile Withdrawn EP1111328A1 (en)

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