WO2011044980A1

WO2011044980A1 - Treibspiegel

Info

Publication number: WO2011044980A1
Application number: PCT/EP2010/005659
Authority: WO
Inventors: Andreas B. Wellm; Michael Vagedes
Original assignee: Nitrochemie Aschau Gmbh; Rheinmetall Waffe Munition Gmbh
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2011-04-21
Also published as: EP2488821A1; DE102009049440A1

Abstract

Vorgeschlagen werden ein Treibspiegel (1), kennzeichnet durch einen vollständigen, zumindest aber teilweisen Aufbau aus einem Werkstoffschaum sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Treibspiegels (1). Bei dem Werkstoffschaum kann es sich um einen Metallschaum wie Aluminiumschaum, Zinkschaum, Foaminal etc. handeln, wobei der Werkstoffschaum als Sandwich-Bauteil mit Lagen aus demselben oder einem anderen Material, einem verstärktem Fasermaterial, wie Kohlefasern, Metallfasern, etc. und / oder einem Kern aus einem anderen Material eingesetzt werden kann. Dadurch wird es möglich, Teile der Oberfläche des Treibspiegels (1) mit einem anderen Werkstoff als der Restkörper versehen zu können.

Description

BESCHREIBUNG

Treibspiegel

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Treibspiegel aus geschäumten Werkstoffen sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Treibspiegel werden bei unterkalibrigen Geschossen und bei Schrotpatronen eingesetzt, um einerseits eine Abdichtung gegenüber den Treibgasen zu erhalten und andererseits eine Führung des Geschosses im Waffenrohr zu gewährleisten. So ist aus der AT 313 754 ein Treibspiegelgeschoss bekannt mit einem Treibspiegel, der durch axial verlaufende Schlitze in Segmente unterteilt ist. In der DE 199 29 915 A1 spiegelt sich das Zusammenwirken von Patrone und Treibspiegel bzw. Treibkäfig wider. Ein Verfahren zur Herstellung eines segmentierten Treibkäfigs beschreibt die DE 10 2004 017 674 A1.

Treibspiegel werden in der Regel aus Metallen, wie Aluminium, Kunststoffen oder Verbundstoffen hergestellt. Ein Treibspiegelkörper mit Verfahren dazu ist der CH 693 008 A5 entnehmbar. Die DE 80 23 382 U1 hingegen beansprucht einen Treibkäfig aus Metallteilen und Kunststoff, wobei die Metallteile in Stanzblechform ausgeführt sind. Die DE 103 35 273 B4 beschreibt eine Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrteiligen Treibringes für ein Unterkalibergeschoss in Faserverbundbauweise.

Da der Treibspiegel mit beschleunigt werden muss, selbst aber nicht zur Wirkmasse des Geschosses beiträgt, sollte der Treibspiegel möglichst leicht sein, um wenig Energie zu verbrauchen. Gleichzeitig muss der Treibspiegel aber auch fest genug sein, um die bei der Beschleunigung auftretenden Kräfte aufnehmen zu können. Metalle haben eine hohe Festigkeit, jedoch auch eine hohe Dichte, d. h., der Treibspiegel wird immer schwer sein, Kunststoffe haben ihrerseits eine geringe Materialfestigkeit, sodass diese stärker ausgeführt und / oder verstärkt werden müssen und der Gewichtsvorteil gegenüber dem Metall zumindest teilweise wieder aufgehoben wird. Hier stellt sich die Erfindung die Aufgabe, das Gewicht von Treibspiegeln zu reduzieren bei Beibehaltung ihrer Funktionsfähigkeit.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den Treibspiegel bzw. die Treibspiegelsegmente aus Werkstoffschäumen anstelle des Vollmaterials herzustellen. Als Werkstoffschäume bieten sich beispielsweise Metallschäume wie Aluschaum, Zinkschaum, Foaminal etc. an. Der Werkstoffschaum kann entweder direkt oder in Kombination eingesetzt bzw. verwendet werden. Insbesondere, wenn höhere Anforderungen an das Material gestellt werden, kann der Schaum eingesetzt werden als Sandwich-Bauteil mit Lagen aus demselben oder einem anderen Werkstoff, mit verstärktem Fasermaterial, wie Kohlefaser oder Metallfasern etc., sowie mit einem Kern aus einem anderen Material.

Durch Einsatz eines Werkstoffschaums (z. B. Aluminiumschaum 0,4 - 1 ,0 g/cm³ gegenüber Aluminium 2,75 g/cm³) ist eine Reduzierung des Gewichtes realisierbar. Mit der Reduktion einher gehen dabei in vorteilhafter Art und Weise die Verringerung des Materialeinsatzes sowie die bessere Anpassungsmöglichkeit des Materials an das Gleiten an der Rohrwand und bessere Führen / Abdichten des Geschosses. Denn es ist nunmehr möglich, bei der Kontaktfläche zum Waffenrohr einen anderen Werkstoff einzusetzen als beim Restkörper.

Vorgeschlagen werden also ein Treibspiegel, kennzeichnet durch einen vollständigen, zumindest aber teilweisen Aufbau aus einem Werkstoffschaum, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Treibspiegels.

Bei dem Werkstoffschaum kann es sich um einen Metallschaum wie Aluminiumschaum, Zinkschaum, Foaminal etc. handeln, wobei der Werkstoffschaum als Sandwich-Bauteil mit Lagen aus demselben oder einem anderen Material, einem verstärktem Fasermaterial, wie Kohlefasern, Metallfasern, etc. und / oder einem Kern aus einem anderen Material eingesetzt werden kann. Dadurch wird es möglich, Teile der Oberfläche des Treibspiegels mit einem anderen Werkstoff als der Restkörper versehen zu können.

Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt die einzige, leicht im Schnitt dargestellte Figur einen Treibspiegel 1 , bestehend aus wenigstens zwei Treibspiegelkäfigen oder -Segmenten 2, 3, die sich in bekannter Art und Weise beim Austritt aus einem nicht näher der gestellten Waffenrohr vom Geschosskern (Penetrator) 4 lösen und abfallen. Die Treibkäfigsegmente 2, 3 werden zumindest teilweise aus einen Metallschaum 5 etc. gebildet, der beispielsweise in Sandwichstruktur den Grundkörper bzw. die Segmente 2, 3 bildet.

Die Herstellung des Treibspiegels 1 wird aus einem Grundmaterial, vorzugsweise pulverför- mig und eventuell unter Beigabe von Verbundfasern und Zusätzen sowie eine notwendige Menge Treibmittel gemischt und zu einem aufschäumbaren Rohling gepresst. Dies kann entweder durch batchweises Pressen, Strangpressen, (Co-)Extrudieren, isostatisches Verpressen etc., also in irgendeiner bekannten Art des Kompaktieren / Komprimieren geschehen.

Weiterhin kann das Gemisch auf einem Trägermaterial, z. B. Metallblech aufgebracht und verfestigt werden zu einem so genannten Sandwich-Aufbau.

Für Treibladungsspiegel mit einer komplexeren Geometrie oder einem Kern aus einem anderen Material kann das Gemisch auch direkt in eine entsprechende Form gegeben werden.

Durch (Co-)Extrusion bzw. Schichten von verschiedenen Materialmischungen können auch unterschiedliche Schäume erzeugt werden.

Nach dem Formen und der Formgebung des Rohlings bzw. dem Füllen der nicht näher dargestellten Formen der Vorrichtung zur Herstellung wird das Material erhitzt und expandiert durch das Treibmittel. Dadurch bildet sich ein aufgeschäumter Körper, der ggf. noch mechanisch nachbearbeitet werden könnte bzw. kann.

Durch ein thermisches Spritzen könnte zudem zusätzlich ein weiteres Material aufgetragen werden, um so die Kontakteigenschaften zum Rohr modifizieren zu können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Treibspiegel (1) kennzeichnet durch einen vollständigen, zumindest aber teilweisen Aufbau aus einem Werkstoffschaum.

2. Triebspiegel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Werkstoffschaum um einen Metallschaum wie Aluminiumschaum, Zinkschaum, Foaminal etc. handeln kann.

3. Treibspiegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff- schaum als Sandwich-Bauteil mit Lagen aus demselben oder einem anderen Material, einem verstärktem Fasermaterial, wie Kohlefasern, Metallfasern, etc. und / oder einem Kern aus einem anderen Material eingesetzt werden kann.

4. Treibspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Oberfläche des Treibspiegels mit einem anderen Werkstoff als der Restkörper versehen sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines Treibspiegels (1) aus Werkstoffschaum, gekennzeichnet, durch die Schritte:

• Mischen eines Grundmaterials, wie Metall, wie Aluminium, Zink oder dergleichen, eventuell unter Zugabe von Verbundfasern und Zusätzen sowie einer Menge Treibmittel,

• Erhitzen der Mischung, wobei das Treibmittel expandiert und einen aufgeschäumten Körper schafft, unter vorzugsweise gleichzeitigem Komprimieren des aufgeschäumten Rohlings.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch auf einem Trägermaterial aufgebracht und befestigt werden kann.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet dass das Komprimieren durch batchweises Pressen, Strangpressen, (Co-)Extrudieren, isostatisches Verpressen etc., erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch verschiedene Materialmischungen unterschiedliche Schäume erzeugt werden können.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche des Treibspiegels (1) zumindest teilweise ein weiteres Material aufgebracht werden kann.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen durch ein thermisches Spritzen realisiert werden kann.