WO2009046797A1 - Gehäusematerial für ein sprenggeschoss, eine handgranate oder dergleichen - Google Patents

Gehäusematerial für ein sprenggeschoss, eine handgranate oder dergleichen Download PDF

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WO2009046797A1
WO2009046797A1 PCT/EP2008/007302 EP2008007302W WO2009046797A1 WO 2009046797 A1 WO2009046797 A1 WO 2009046797A1 EP 2008007302 W EP2008007302 W EP 2008007302W WO 2009046797 A1 WO2009046797 A1 WO 2009046797A1
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metal foam
projectile
explosive
housing material
hand grenade
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PCT/EP2008/007302
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Sebastian Münzner
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Rheinmetall Waffe Munition Gmbh
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    • 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
    • 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
    • F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
    • F42B12/76—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing

Definitions

  • the invention relates to a housing material for an explosive projectile, a hand grenade or the like with a defined construction fragmentation.
  • Explosive projectiles act due to their pressure wave, but primarily due to the fragmentation on the targets. For a splitter to effectively affect the target, it requires a certain mass and hardness. If the splinters are too small, they show little or no effect in the target. If they are too large, the surface effect is minimized.
  • the projectile casing which is usually the carrier for the explosive, thereby contributes significantly to what condition the splinters are.
  • Possibilities to create construction splinters are, for example, the introduction of notches or a notched pattern on the projectile casing, which can be provided from inside as well as from outside. About these breaking points, the fragmentation is defined (DE 197 53 188 C2). Furthermore, it is known to introduce balls of another material in the projectile casing, which then serve as splinters or the application of films or surface coatings on the inside of the projectile to allow the explosive act like many small cutting charges on the projectile casing and produce defined splinters ,
  • the projectile casing must also be able to accommodate the various loads that can act on a projectile.
  • loads are temperature fluctuations, launch loads, vibrations, etc., which must be survived without damage, so that the bullet remains functional.
  • the invention has the object to show a way with which, taking into account an optimal material selection to capture the loads a good splinter formation can be implemented.
  • the object is achieved by the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments are the dependent claims.
  • the invention is based on the idea to produce relatively clearly defined splinters over the entire projectile casing or selected areas, alternatively for a hand grenade, etc. This is achieved via predetermined breaking points in the material of the projectile or housing shell itself.
  • the material included in the predetermined breaking points require less energy to rupture the shell or housing shell, so that more energy is available to accelerate the splitter. This leads to a higher splitter speed.
  • a metal foam which is filled with another material, d. H. the cavities (pores) of the metal foam are filled with another material, so that after filling and possibly hardening a solid body is formed, which no longer has cavities.
  • the metal foam may consist of various metals and forms the backbone for the shell and the carrier for the filler.
  • the filling material in turn serves to give the bullet or housing in addition to the metal foam the necessary strength and stability and the other to splinter definition.
  • the webs of the metal foam which are embedded in the middle of the filling material, form something like predetermined breaking points in this. During the detonation of the explosive, the material is torn open along these predetermined breaking points. Splinters are formed in the size of the pores of the metal foam. Due to the pore size in the metal foam production thus the size of the splitter is variable and defined adjustable.
  • the pore size and thus the fragment size can be determined during the manufacturing process of the metal foam and designed so that the strength values that are placed on the projectile or the projectile or housing shell, not only can be met, but also made more individual according to these values can. At the same time, the number of splinters as well as the splitter weight can be purposefully influenced.
  • filler material different materials can be used. For example, ceramics and their composites, steels or other types of metals. These can be tuned together with the material properties of the metal foam, for example taking into account the densities, the thermal expansion coefficients, the strength values, Temperature range, etc. (based on the requirements of a projectile casing, etc.). These can be coordinated with each other in the manufacturing process. It should be noted that the materials (metal foam, filling material) should be reshaped or brought into a specific shape.
  • 1 is an explosive projectile with a projectile shell made of filled metal foam
  • FIG. 2 shows the metal foam from FIG. 1.
  • FIG. 1 an explosive projectile 1 with a projectile casing 2 and an explosive charge 3 located in the projectile 1 is shown.
  • Fig. 2 shows a metal foam 5, which is filled with filler 6.
  • the metal foam 5 serves on the one hand as a supporting and shaping element of the projectile 1 and on the other hand represent the webs 7 of the metal foam 5 predetermined breaking points in the cast (filling) material 6, which is filled into the cavities 8 of the metal foam 5.
  • the webs 7 act between the filler 6 as cracks or predetermined breaking points in the filler 6. Provided that the filler 6 has a certain hardness to break apart at these cracks, this will broken apart with breaking the webs 7 and the resulting splinters are accelerated by the pressure.

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Abstract

Vorgeschlagen wird Gehäusematerial für ein Sprenggeschoss (1), eine Handgranate oder dergleichen mit Splitterbildung, wobei das Material ein Metallschaum (5) ist, dessen Hohlräume (8) mit einem Füllmaterial (6) aufgefüllt werden. Die dabei verbleibenden Stege (7) des Metallschaums (5) bilden so genannte Sollbruchstellen in dem Füllmaterial (6). Das Füllmaterial (6) weist eine bestimmte Härte auf, um an diesen Sollbruchstellen auseinander brechen zu können.

Description

BESCHREIBUNG
Gehäusematerial für ein Sprenggeschoss, eine Handgranate oder dergleichen
Die Erfindung betrifft ein Gehäusematerial für ein Sprenggeschoss, eine Handgranate oder dergleichen mit definierter Konstruktionssplitterbildung.
Sprenggeschosse wirken aufgrund ihrer Druckwelle, vorrangig jedoch durch die Splitterbildung auf die Ziele. Damit ein Splitter effektiv auf das Ziel einwirken kann, benötigt er eine bestimmte Masse und eine bestimmte Härte. Sind die Splitter zu klein, zeigen sie keine oder nur eine geringe Wirkung im Ziel. Sind sie hingegen zu groß, wird die Flächenwirkung minimiert.
Die Geschosshülle, welche in der Regel der Träger für den Sprengstoff ist, trägt dabei wesentlich dazu bei, welcher Beschaffenheit die Splitter sind.
Möglichkeiten, Konstruktionssplitter zu erzeugen sind beispielsweise das Einbringen von kerben bzw. einem gekerbten Muster auf der Geschosshülle, was von innen als auch von Außen vorgesehen werden kann. Über diese Sollbruchstellen wird die Splitterbildung definiert (DE 197 53 188 C2). Des Weiteren ist bekannt, Kugeln eines anderen Materials in die Geschosshülle einzubringen, welche danach als Splitter dienen oder das Aufbringen von Folien oder Oberflächenbeschichtungen auf der Innenseite des Geschosses, um den Sprengstoff wie viele kleine Schneidladungen auf die Geschosshülle wirken zu lassen und definierte Splitter zu erzeugen.
Die Geschosshülle muss aber auch die verschiedenen Belastungen aufnehmen können, die auf ein Geschoss einwirken können. Derartige Belastungen sind Temperaturschwankungen, Abschussbelastungen, Vibrationen etc., die schadlos überstanden werden müssen, damit das Geschoss funktionsfähig bleibt.
Hier stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit welcher unter Berücksichtigung einer optimalen Werkstoffauswahl zum Auffangen der Belastungen eine gute Splitterbildung umgesetzt werden kann. Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, relativ klar definierte Splitter über die gesamte Geschosshülle oder ausgewählte Bereiche zu erzeugen, alternativ für eine Handgranate etc. Dies wird über Sollbruchstellen im Material der Geschoss- bzw. Gehäusehülle selbst erreicht. Die im Material eingebundenen Sollbruchstellen benötigen weniger Energie, um die Geschoss- bzw. Gehäusehülle aufzureißen, so dass mehr Energie zur Verfügung steht, um die Splitter zu beschleunigen. Dies führt zu einer höheren Splittergeschwindigkeit.
Vorgesehen ist ein Metallschaum, der mit einem anderen Material aufgefüllt wird, d. h. die Hohlräume (Poren) des Metallschaums werden mit einem anderen Material aufgefüllt, so dass nach dem Befüllen und ggf. einem Aushärten ein massiver Körper entsteht, welcher keine Hohlräume mehr besitzt.
Der Metallschaum kann aus verschiedenen Metallen bestehen und bildet das Grundgerüst für die Geschoss- bzw. Gehäusehülle und den Träger für das Füllmaterial. Das Füllmaterial dient seinerseits dazu, dem Geschoss bzw. Gehäuse neben dem Metallschaum die notwendige Festigkeit und Stabilität zu geben und zum andern zur Splitterdefinition. Die Stege des Metallschaums, welche mitten im Füllmaterial eingebettet sind, bilden in diesem so etwas wie Sollbruchstellen. Bei der Detonation des Sprengstoffes wird das Material entlang dieser Sollbruchstellen aufgerissen. Es bilden sich Splitter in der Größe der Poren des Metallschaums. Durch die Porengröße bei der Metallschaumherstellung ist somit die Größer der Splitter variierbar und definiert einstellbar.
Die Porengröße und somit die Splittergröße lässt sich beim Herstellprozess des Metallschaums bestimmen und so auslegen, dass die Festigkeitswerte, die an das Geschoss bzw. die Geschoss- bzw. Gehäusehülle gestellt werden, nicht nur eingehalten werden können, sondern auch entsprechend dieser Werte individueller gestaltet werden können. Gleichzeitig können die Splitteranzahl als auch das Splittergewicht zielgerichtet beeinflusst werden.
Als Füllwerkstoff sind verschiedene Materialien verwendbar. So zum Beispiel Keramiken und deren Verbundwerkstoffe, Stähle oder andere Metallarten. Abgestimmt werden können diese gemeinsam mit den Materialeigenschaften des Metallschaums, beispielsweise unter Berücksichtigung der Dichten, der Wärmeausdehnungskoeffizienten, der Festigkeitswerte, des Temperaturbereiches etc. (in Anlehnung an die Anforderungen an eine Geschosshülle etc.). Diese können im Herstellungsprozess miteinander bzw. aufeinander abgestimmt werden. Zu beachten bleibt dabei, dass die Materialien (Metallschaum, Füllmaterial) umgeformt bzw. in eine bestimmte Form gebracht werden sollten.
Anhand eines kleinen Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung kurz erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Sprenggeschoss mit einer Geschosshülle aus aufgefüllten Metallschaum,
Fig. 2 den Metallschaum aus Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Sprenggeschoss 1 mit einer Geschosshülle 2 und einer im Geschoss 1 befindlichen Sprengladung 3 dargestellt.
Fig. 2 zeigt einen Metallschaum 5, welcher mit Füllmaterial 6 ausgefüllt ist. Der Metallschaum 5 dient einerseits als stützendes und formgebendes Element des Geschosses 1 und andererseits stellen die Stege 7 des Metallschaums 5 Sollbruchstellen in dem eingegossenen (Füll-) Material 6 dar, welches in die Hohlräume 8 des Metallschaums 5 aufgefüllt wird.
Die Funktionsweise ist wie folgt:
Bei der Detonation des Spreng- oder Explosivstoffes 3 wirken die Stege 7 zwischen dem Füllmaterial 6 wie Risse bzw. Sollbruchstellen in dem Füllmaterial 6. Unter der Voraussetzung, dass das Füllmaterial 6 eine bestimmte Härte hat, um an diesen Rissen auseinander zu brechen, wird dieses mit Brechen der Stege 7 auseinander gebrochen und die sich dabei bildenden Splitter werden durch den Druck beschleunigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Gehäusematerial für ein Sprenggeschoss (1), eine Handgranate oder dergleichen mit Splitterbildung, wobei
> das Material ein Metallschaum (5) ist,
> die Hohlräume (8) des Metallschaums (5) mit einem Füllmaterial (6) aufgefüllt sind,
> Stege (7) des Metallschaums (5) Sollbruchstellen in dem Füllmaterial (6) bilden,
> das Fuiimateriai (6) eine bestimmte harte aufweist, um an diesen Sollbruchstellen auseinander brechen zu können.
2. Gehäusematerial nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Füllmaterial (6) Keramiken und deren Verbundwerkstoffe, Stähle oder andere Metallarten dienen.
3. Gehäusematerial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Splitteranzahl als auch das Splittergewicht und die Splittergröße zielgerichtet durch die Hohlräume (8) im Metallschaum (5) einstellbar sind.
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