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Die Erfindung betrifft ein Geschoss mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Geschosse der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt, bspw. in Form eines Artilleriegeschosses. Geschosse stellen Wirkungsträger dar, die mittels einer Rohrwaffe verschossen werden und ihre kinetische Energie durch eine Treibladung erhalten. So wird das Geschoss nach Initiieren der Treibladung im Waffenrohr beschleunigt (innenballistische Phase), bis das Geschoss das Waffenrohr nach Mündungsdurchgang verlässt und entlang einer ballistischen Geschossbahn zu einem Ziel fliegt (außenballistische Phase).
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Bei einigen Geschosstypen muss an der Geschosshülle eine bodenseitige (von der Geschossfront abgewandte) Öffnung vorhanden sein, um eine Bearbeitung der Geschosshülle von innen oder ein Einbringen von Geschossbestandteilen, bspw. einer Nutzlast (Payload), in das Innere der Geschosshülle zu ermöglichen. Die Öffnung kann dann nach Einbringen der Geschossbestandteile in die Geschosshülle durch einen Geschossbodeneinsatz verschlossen werden. Hierzu kann der Geschossbodeneinsatz bodenseitig in die Geschosshülle eingeschraubt werden. Der feste Sitz des Geschossbodeneinsatzes ist für eine sichere Verschießbarkeit des Geschosses von hoher Bedeutung.
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Militärisch genutzte Geschosse können über ihren Lebenszyklus hinweg hohen Belastungen ausgesetzt sein. So treten neben der Abschussbelastung (initiierte Treibladung beschleunigt das Geschoss) insbesondere logistische Belastungen wie bspw. Fallbelastungen (bspw. mit Fallhöhen > 2 Meter) oder Vibrationsbelastungen beim Transport an Land, auf See oder in der Luft auf. Das Temperaturspektrum, dem die Geschosse ausgesetzt sind, umfasst Temperaturen von > 60 °C und < - 40°C. Die extremen Einsatzbedingungen können dazu führen, dass sich der Geschossbodeneinsatz löst. Dies kann durch eine Zersetzung von Bestandteilen der Materialien im Geschossinnenaufbau bei hohen Lagerungstemperaturen oder ein Eindringen von Zersetzungsprodukten (z.B. Silikon) in das Gewinde des Geschossbodeneinsatzes begünstigt werden. Ein Geschossbodeneinsatz ohne Sicherung weist somit nur eine eingeschränkte Stabilität auf.
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Im Stand der Technik wurden unterschiedliche Maßnahmen zur Sicherung des Geschossbodeneinsatzes versucht, bspw. ein Einsatz von Schraubensicherungsmittel oder ein Verschweißen des Geschossbodeneinsatzes mit der Geschosshülle. Die Wirkung von Schraubensicherungsmittel hängt stark von der richtigen Dosierung bei der Montage ab und kann bspw. bei in den Gewindebereich eintretenden Zersetzungsprodukten stark nachlassen. Ein Verschweißen kann zu Verzug der Geschosshülle führen und stellt aufgrund der in der Geschosshülle bereits enthaltenen Nutzlast (bspw. Sprengladung) ein Gefährdungspotential dar.
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Auch ein Verstiften des Geschossbodeneinsatzes an der Geschosshülle ist eine Möglichkeit, bspw. durch seitlich oder radial eingebrachte "Querstifte", die die Geschosshülle und den Geschossbodeneinsatz teilweise durchdringen. Ein Verstiften durch "Längsstifte", die in Geschosslängsrichtung ausgerichtet sind und bspw. zwischen Geschosshülle und Geschossbodeneinsatz eingebracht sind, ist ebenfalls denkbar. Allerdings erfordert ein Verstiften ein Bohren der bereits mit einer Nutzlast gefüllten Geschosshülle, was ein Gefährdungspotential während der Fertigung darstellt. Zudem sind Verstiftungen bei der Montage anfällig und verstiftete Bauteile lassen sich schlecht demontieren (bspw. aufgrund von Spänen im Gewindebereich). Somit besteht Optimierungspotential.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Geschoss mit einfachen konstruktiven Mitteln eine robuste und fertigungsgerechte Sicherung eines Geschossbodeneinsatzes zu ermöglichen. Es ist wünschenswert, dass diese Sicherung zur Herstellung von Geschossen in großer Stückzahl geeignet ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Geschoss mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Das Geschoss weist eine Geschosshülle auf, die sich entlang einer Mittellängsachse erstreckt und die (in Schussrichtung vorn) eine Geschossfront aufweist. Die Geschosshülle begrenzt einen Innenraum (Geschossinnenraum) und kann rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Die Geschosshülle kann sich zur Geschossfront hin verjüngen.
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Die Geschosshülle weist entlang der Mittellängsachse von der Geschossfront abgewandt (in Schussrichtung hinten) eine (bodenseitige) Öffnung auf, an der die Geschosshülle mit einem Innengewinde versehen ist.
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Es ist ein Geschossbodeneinsatz vorgesehen, der ein erstes Außengewinde aufweist, womit der Geschossbodeneinsatz in das Innengewinde der Geschosshülle einschraubbar ist. Im eingeschraubten Zustand verschließt der Geschossbodeneinsatz die Öffnung.
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Weiter ist ein Sicherungsring vorgesehen, der ein zweites Außengewinde aufweist und der zur Sicherung des in das Innengewinde eingeschraubten Geschossbodeneinsatzes an der von der Geschossfront abgewandten Seite des Geschossbodeneinsatzes (in Schussrichtung hinten) in die Öffnung einschraubbar ist. Im eingeschraubten Zustand liegt der Sicherungsring insbesondere mit definiertem Drehmoment am Geschossbodeneinsatz an. Der Geschossbodeneinsatz und der Sicherungsring sind im Innengewinde der Geschosshülle hintereinander eingeschraubt (erst der Geschossbodeneinsatz und dann der Sicherungsring).
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Durch den am Geschossbodeneinsatz anliegenden Sicherungsring wird der Geschossbodeneinsatz auf konstruktiv einfache und zuverlässige Weise gegen unbeabsichtigtes Lösen aus dem Innengewinde der Geschosshülle gesichert. Aufgrund der zuverlässigen Sicherung besteht über den gesamten Lebenszyklus des Geschosses hinweg ein geringeres Schadenspotential für Mensch und Gerät. Die einfache Montage des Sicherungsrings trägt zu einem reduzierten Arbeits- und Kontrollaufwand sowie einer hohen Prozesssicherheit bei. Die vorgeschlagene Sicherung mittels des Sicherungsrings ist zur Herstellung von hohen Stückzahlen und auch für zukünftige Waffensysteme mit gesteigerter Leistung geeignet. Durch den Sicherungsring ist zudem eine Demontagemöglichkeit gegeben. Der Werkzeugverschleiß ist bspw. im Vergleich zu einer Verstiftung (hoher Bohrerverschleiß) vergleichsweise gering.
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Der Sicherungsring kann insbesondere ringförmig ausgebildet sein und einen rechteckigen Profilquerschnitt aufweisen. So kann der Sicherungsring eine erste stirnseitige Endfläche, eine davon abgewandte zweite stirnseitige Endfläche, eine Innenfläche (innere Umfangsfläche) und eine Außenfläche (äußere Umfangsfläche) aufweisen. An der Außenfläche kann das zweite Außengewinde ausgebildet sein. Unabhängig davon kann der Sicherungsring auch als Konterring bezeichnet werden.
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Bei dem Geschoss kann es sich um ein Geschoss mit heckseitig eingeschraubtem Geschossboden handeln, bspw. mit Kaliber 105 mm, 152 mm oder 155 mm (Millimeter).
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Das Geschoss kann als drallstabilisiertes Geschoss ausgebildet sein. Dabei entspricht die Gewindedrehrichtung des Innengewindes für den Geschossbodeneinsatz (und auch das Außengewinde am Geschossbodeneinsatz) vorzugsweise der entgegengesetzten Drallrichtung der Rohrwaffe, die zum Verschießen des Geschosses eingerichtet und bestimmt ist.
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Kommt also eine Rohrwaffe (Waffenrohr) mit Rechtsdrall zum Einsatz, weist das Innengewinde für den Geschossbodeneinsatz (und auch das Außengewinde am Geschossbodeneinsatz) eine linke Drehrichtung auf (Linksgewinde). Während des Abschusses des Geschosses mit Rechtsdrall, welcher durch die Geschosshülle über die außen angebrachten Führungsbänder und dem Feld-Zugprofil der Waffe aufgebracht wird, wird der Geschossbodeneinsatz mit Linksgewinde auf Grund seiner Massenträgheit gegen den Gewindeanschlag in die Geschosshülle geschraubt. Wie oben bereits angedeutet, stellt der feste Sitz des Geschossbodeneinsatzes und aller weiteren angebrachten Komponenten eine zentrale Forderung dar, um die sichere Verschießbarkeit des Geschosses zu gewährleisten.
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Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann am Geschossbodeneinsatz ein (radial) nach außen abragender Vorsprung ausgebildet sein und in der Geschosshülle kann ein (radial) nach innen abragender Absatz ausgebildet sein. Dabei kann der Vorsprung im eingeschraubten Zustand des Geschossbodeneinsatzes am Absatz anliegen. Der Absatz bildet somit einen definierten Anschlag für den Vorsprung bzw. für den Geschossbodeneinsatz insgesamt. Der Absatz kann in der Geschosshülle in Einschraubrichtung (zur Geschossfront hin) anschließend an das Innengewinde ausgebildet sein. Der Vorsprung und/oder der Absatz können jeweils umlaufend ausgebildet sein. Im eingeschraubten Zustand ist der Geschossbodeneinsatz mit genau definiertem Drehmoment gegen den Absatz im Inneren der Geschosshülle angezogen bzw. eingeschraubt. Wie oben bereits angedeutet, ist wiederum der Sicherungsring mit genau definiertem Drehmoment gegen den Geschossbodeneinsatz angezogen bzw. eingeschraubt. Das Außengewinde des Geschossbodeneinsatzes (erstes Außengewinde) kann am nach außen abragenden Vorsprung ausgebildet sein.
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Grundsätzlich ist denkbar, dass der Sicherungsring heckseitig am Geschossbodeneinsatz anliegt, wobei sich der Sicherungsring und der Geschossbodeneinsatz axial (entlang der o.g. Mittellängsachse) nicht überlappen. Dies trägt zu einer einfachen Ausgestaltung des Geschossbodeneinsatzes bei. Es kann eine große Kontaktfläche zwischen Geschossbodeneinsatz und Sicherungsring erzielt werden. Optional kann der Sicherungsring als Sicherungsscheibe (ohne zentrischen Durchgang) ausgebildet sein.
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In zweckmäßiger Weise kann der Sicherungsring heckseitig (an der von der Geschossfront abgewandten Seite des Geschossbodeneinsatzes) am Geschossbodeneinsatz anliegen, wobei sich der Sicherungsring und ein (heckseitiger) verjüngter Abschnitt des Geschossbodeneinsatzes axial (entlang der o.g. Mittellängsachse) überlappen. Dadurch wird eine vergleichsweise geringe axiale Länge von Geschossbodeneinsatz und Sicherungsring erzielt. Damit steht an oder in der Geschosshülle ein großer Bauraum für eine Nutzlast und/oder ein Heckeinsatzteil zur Verfügung. Im Konkreten kann der Sicherungsring heckseitig am nach außen abragenden Vorsprung des Geschossbodeneinsatzes anliegen. Bei einer Anpassung der Innenkontur (bspw. Innendurchmesser) des Sicherungsrings und der Außenkontur (bspw. Außendurchmesser) des verjüngten Abschnitts des Geschossbodeneinsatzes können der Sicherungsring und der Geschossbodeneinsatz aneinander anliegen.
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Der Geschossbodeneinsatz kann mehrere axiale Abschnitte aufweisen: Einen ersten axialen Abschnitt, welcher der Geschossfront zugewandt ist. Der erste axiale Abschnitt kann an die Nutzlast angrenzen. Der Geschossbodeneinsatz kann einen zweiten axialen Abschnitt aufweisen, an dem sich der nach außen abragende Vorsprung des Geschossbodeneinsatzes befindet. Der dritte axiale Abschnitt ist von der Geschossfront abgewandt und durch den verjüngten Abschnitt des Geschossbodeneinsatzes gebildet. Der zweite axiale Abschnitt kann die größte Außenabmessung aufweisen, bspw. den größten Außendurchmesser (dort kann auch das erste Außengewinde ausgebildet sein). Der dritte axiale Abschnitt kann die kleinste Außenabmessung aufweisen, bspw. den kleinsten Außendurchmesser. Der erste axiale Abschnitt kann eine Außenabmessung aufweisen, bspw. einen Außendurchmesser, die zwischen der ersten Außenabmessung und der dritten Außenabmessung liegt (mittlere Außenabmessung bzw. mittlerer Außendurchmesser).
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In vorteilhafter Weise können der Sicherungsring und der verjüngte Abschnitt des Geschossbodeneinsatzes derart aufeinander abgestimmt sein, dass der Sicherungsring im eingeschraubten Zustand entlang der Mittellängsachse von der Geschossfront weg (in Schussrichtung hinten) nicht über den Geschossbodeneinsatz hinausragt. Dies trägt zu kompakten Abmessungen entlang der Mittellängsachse bei. Zudem kann somit heckseitig eine ebene Fläche an Sicherungsring und Geschossbodeneinsatz geschaffen werden.
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Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann an einer der Geschossfront zugewandten Seite des Geschossbodeneinsatzes (in Schussrichtung vorn) eine Nutzlast in der Geschosshülle angeordnet sein. Somit kann mittels des Geschosses gezielt eine Nutzlast ausgebracht werden. Die Nutzlast kann, insbesondere unmittelbar, an den Geschossbodeneinsatz angrenzen. Bei der Nutzlast kann es sich um eine Sprengladung, eine Submunition, einen Leuchtkörper, einen Nebelkörper oder eine Kombination hieraus handeln.
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In zweckmäßiger Weise kann das Innengewinde durchgehend mit einem einheitlichen Nennmaß ausgebildet sein, wobei das Innengewinde, das erste Außengewinde und das zweite Außengewinde in ihrem Nennmaß miteinander übereinstimmen. Dies trägt zu einer einfachen Fertigung bei, da das Innengewinde durchgehend ausgebildet sein kann, ggf. in einem Arbeitsgang. Das erste Außengewinde und das zweite Außengewinde können auf einfache Weise mit identischem Nennmaß ausgebildet werden. Dies trägt zu einer geringen Anzahl der zur Herstellung des Geschosses erforderlichen Werkzeuge auf. Das Innengewinde und die beiden Außengewinde sind alle mit gleichem Gewindedrehsinn ausgebildet, bspw. also alle als Rechtsgewinde oder alle als Linksgewinde (entgegengesetzt zur Drallrichtung des Waffenrohrs der das Geschoss verschießenden Rohrwaffe).
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Alternativ kann das Innengewinde einen ersten Innengewindeabschnitt mit einem ersten Nennmaß aufweisen, welches dem Nennmaß des ersten Außengewindes (Geschossbodeneinsatz) entspricht, und/oder das Innengewinde kann einen zweiten Innengewindeabschnitt mit einem zweiten Nennmaß aufweisen, welches größer als das erste Nennmaß ist und welches dem Nennmaß des zweiten Außengewindes (Sicherungsring) entspricht. Indem der zweite Innengewindeabschnitt und das zweite Außengewinde ein größeres Nennmaß aufweisen, kann mit dem Sicherungsring eine höhere Vorspannung generiert werden. Dies trägt zu einer hohen Sicherheit bei. Grundsätzlich ist denkbar, dass der erste Innengewindeabschnitt und das erste Außengewinde einen Gewindedrehsinn aufweisen, der dem Gewindedrehsinn des zweiten Innengewindeabschnitts und dem zweiten Außengewinde entgegengesetzt ist. Vorzugsweise weisen der erste Innengewindeabschnitt, das erste Außengewinde, der zweite Innengewindeabschnitt und das zweite Außengewinde einen gleichsinnigen Gewindedrehsinn auf, bspw. also alle als Rechtsgewinde oder alle als Linksgewinde (entgegengesetzt zur Drallrichtung des Waffenrohrs der das Geschoss verschießenden Rohrwaffe).
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Im Rahmen einer möglichen Ausgestaltung kann der Geschossbodeneinsatz selbst das Geschossheck bilden. Dies trägt zu einer axial kompakten Bauweise mit vergleichsweise wenigen Komponenten bei.
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Im Rahmen einer alternativen Ausgestaltung kann an der von der Geschossfront abgewandten Seite des Geschossbodeneinsatzes ein Geschossheckteil vorgesehen sein, welches mit der Geschosshülle verschraubt ist. Das Geschossheckteil kann das Geschoss heckseitig strömungsgünstig abschließen und zu einer verbesserten Aerodynamik beitragen.
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Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Geschossheckteil einen (integrierten) Gasgenerator aufweisen. Dies trägt zu einer Reichweitensteigerung durch Verringerung des Bodensogs am Geschoss bei ("Base Bleed").
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert, wobei gleiche oder funktional gleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
- Fig.1
- eine Ausführungsform des Geschosses in einem Längsschnitt; und
- Fig.2
- eine vergrößerte Teilansicht des Geschosses aus Figur 1 im Bereich des Geschossbodens, in Figur 1 durch ein Rechteck II gekennzeichnet.
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Figur 1 zeigt in einem Längsschnitt eine Ausführungsform eines Geschosses, wobei das Geschoss insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist.
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Das Geschoss 10 weist eine Geschosshülle 12 auf, die sich entlang einer Mittellängsachse M erstreckt und die (in Schussrichtung S vorn) eine Geschossfront 14 aufweist. Die Geschosshülle 12 begrenzt einen Geschossinnenraum 16 und ist im Beispiel rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Die Geschosshülle 12 verjüngt sich zur Geschossfront 14 hin. Im Beispiel ist eine an der Geschossfront 14 ausgebildete Öffnung 18 mittels einer Verschlussschraube 20 verschlossen. Die Verschlussschraube 20 weist einen Hakenabschnitt 22 auf, worüber das Geschoss 10 gehandhabt werden kann.
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Im Heckbereich der Geschosshülle 12 sind Führungs- und/oder Dichtungsringe 24 angeordnet. An der von der Geschossfront 14 abgewandten Seite ist ein Geschossheckteil 26 vorgesehen, welches mit der Geschosshülle 12 verschraubt ist. Das Geschossheckteil 26 bildet einen Geschossheck aus. Optional kann das Geschossheckteil 26 einen (integrierten) Gasgenerator 27 aufweisen, wie oben erläutert.
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Der weitere Aufbau des Geschosses 10 wird anhand von Figur 2 beschrieben.
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Die Geschosshülle 12 weist entlang der Mittellängsachse M von der Geschossfront 14 abgewandt (in Schussrichtung S hinten) eine Öffnung 30 auf, an der die Geschosshülle 12 mit einem Innengewinde 32 versehen ist. Heckseitig zum Innengewinde 32 (in Schussrichtung S hinten) ist ein weiteres Innengewinde 34 zur Befestigung des Geschossheckteils 26 ausgebildet.
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Es ist ein Geschossbodeneinsatz 36 vorgesehen, der ein erstes Außengewinde 38 aufweist, welches mit dem Innengewinde 32 der Geschosshülle 12 korrespondiert. Der Geschossbodeneinsatz 36 ist vorliegend in das Innengewinde 32 eingeschraubt und verschließt die Öffnung 30.
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Weiter ist ein Sicherungsring 40 vorgesehen, der ein zweites Außengewinde 42 aufweist, welches im Beispiel mit dem Innengewinde 32 korrespondiert. Zur Sicherung des in das Innengewinde 32 eingeschraubten Geschossbodeneinsatzes 36 ist der Sicherungsring 40 an der von der Geschossfront 14 abgewandten Seite des Geschossbodeneinsatzes 36 (in Schussrichtung S hinten) in die Öffnung 30 bzw. das Innengewinde 32 eingeschraubt. Im eingeschraubten Zustand liegt der Sicherungsring 40 mit definiertem Drehmoment am Geschossbodeneinsatz 36 an. Der Geschossbodeneinsatz 36 und der Sicherungsring 40 sind im Innengewinde 32 der Geschosshülle 12 hintereinander eingeschraubt (erst der Geschossbodeneinsatz 36 und dann der Sicherungsring 40).
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Wie oben erläutert, ist der Sicherungsring 40 ringförmig ausgebildet und weist einen rechteckigen Profilquerschnitt auf. Im Konkreten weist der Sicherungsring in Schussrichtung S vorn eine erste stirnseitige Endfläche, in Schussrichtung S hinten eine zweite stirnseitige Endfläche, eine innere Umfangsfläche und eine äußere Umfangsfläche auf, an der im Beispiel das zweite Außengewinde 42 ausgebildet ist (Seiten des Sicherungsrings 40 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht einzeln mit Bezugszeichen versehen).
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Am Geschossbodeneinsatz 36 ist ein radial nach außen abragender Vorsprung 44 ausgebildet. In der Geschosshülle 12 ist ein radial nach innen abragender Absatz 46 ausgebildet ist. Im eingeschraubten Zustand des Geschossbodeneinsatzes liegt der Vorsprung 44 am Absatz 46 an. Der Absatz 46 ist im Beispiel in der Geschosshülle 12 in Einschraubrichtung (in Schussrichtung S vorn) anschließend an das Innengewinde 32 ausgebildet. Der Vorsprung 44 und der Absatz 46 sind im Beispiel jeweils umlaufend ausgebildet.
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Der Sicherungsring 40 liegt heckseitig (an der von der Geschossfront 14 abgewandten Seite des Geschossbodeneinsatzes 36) am Geschossbodeneinsatz 36 an, wobei sich der Sicherungsring 40 und ein (heckseitiger) verjüngter Abschnitt 48 des Geschossbodeneinsatzes axial (entlang der Mittellängsachse M) überlappen. Der Sicherungsring 40 liegt im Beispiel heckseitig am nach außen abragenden Vorsprung 44 des Geschossbodeneinsatzes 36 an.
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Der Geschossbodeneinsatz 36 weist mehrere axiale Abschnitte auf: Einen ersten axialen Abschnitt 50, welcher der Geschossfront 14 zugewandt ist (in Schussrichtung S vorn). Vorliegend grenzt der Abschnitt 50 an eine Nutzlast 52 an, die im Beispiel als Sprengladung ausgebildet ist. Der Geschossbodeneinsatz 36 weist weiter einen zweiten axialen Abschnitt 54 auf, an dem sich der nach außen abragende Vorsprung 44 des Geschossbodeneinsatzes 36 befindet. Der dritte axiale Abschnitt ist von der Geschossfront 14 abgewandt und durch den verjüngten Abschnitt 48 des Geschossbodeneinsatzes 36 gebildet. Die Außenabmessungen der Abschnitte können ausgeführt sein wie oben beschrieben.
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Der Sicherungsring 40 und der verjüngte Abschnitt 48 des Geschossbodeneinsatzes 36 sind vorliegend derart aufeinander abgestimmt, dass der Sicherungsring 40 im eingeschraubten Zustand entlang der Mittellängsachse M von der Geschossfront 14 weg (in Schussrichtung S hinten) nicht über den Geschossbodeneinsatz 36 hinausragt.
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Wie oben erläutert, ist denkbar, dass das Innengewinde 32 mehrere Innengewindeabschnitte mit unterschiedlichem Nennmaß aufweist. Im Beispiel ist das Innengewinde 32 durchgehend mit einem einheitlichen Nennmaß ausgebildet, wobei das Innengewinde 32, das erste Außengewinde 38 und das zweite Außengewinde 42 in ihrem Nennmaß miteinander übereinstimmen. Das Innengewinde 32 und die beiden Außengewinde 38, 42 sind alle mit gleichem Gewindedrehsinn ausgebildet, bspw. also alle als Rechtsgewinde oder alle als Linksgewinde (entgegengesetzt zur Drallrichtung des Waffenrohrs der das Geschoss 10 verschießenden Rohrwaffe).