EP1447642B1 - Verfahren zur Herstellung eines Mantelpenetrators - Google Patents

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EP1447642B1
EP1447642B1 EP03028331A EP03028331A EP1447642B1 EP 1447642 B1 EP1447642 B1 EP 1447642B1 EP 03028331 A EP03028331 A EP 03028331A EP 03028331 A EP03028331 A EP 03028331A EP 1447642 B1 EP1447642 B1 EP 1447642B1
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EP
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steel casing
metal core
heavy
heavy metal
steel
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EP03028331A
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Helmut Ortmann
Stefan Dr. Thiesen
Dieter Jungbluth
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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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
    • F42B12/72—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
    • F42B12/78—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing of jackets for smallarm bullets ; Jacketed bullets or projectiles
    • 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
    • F42B12/04—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/06—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with hard or heavy core; Kinetic energy penetrators
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of a jacket penetrator consisting of a steel jacket and a heavy metal core.
  • the AT 383 979 B describes a process for the preparation of penetrators and a shell for carrying out the process.
  • the shell of a material of high toughness is hot (400 - 1100 ° C) mounted on the penetrator and then cooled.
  • the core consists of heavy metals, heavy metal alloys or heavy metal sintered composites.
  • the casing material used is steel, but preferably ductile tungsten heavy metal.
  • the CH 691 785 A deals with a composite arrow bullet with a heavy metal core.
  • the sleeve can be connected to the core by a threaded connection, by soldering or gluing the core in the sleeve, by means of a press or shrink fit, etc.
  • the invention has for its object to provide a simple and inexpensive method for producing a Mantelpenetrators, the structure of the heavy metal core and / or its breaking sensitivity is not or not significantly affected.
  • the invention is based essentially on the idea of initially heating the steel jacket to a temperature between 70 and 350 ° C., preferably to 150 ° C., then introducing the heavy metal core provided with a smooth surface into the heated steel jacket and finally cooling the steel jacket, so that after the shrinkage process results in an interference fit.
  • the steel jacket and the heavy metal core can also be glued together.
  • the breakage sensitivity of the heavy metal core is significantly reduced by reducing the notch effect.
  • the Mantelpenetrator produced by the process according to the invention can be delabored later in a simple manner.
  • the jacket of the penetrator is reheated and removed after appropriate widening of the heavy metal core, so that the individual parts can find a different use-
  • it is then possible to use another penetrator in the existing coat Wechselpenetrator.
  • This may be useful, for example, if the further development of penetrator technology is intended to use correspondingly improved penetrators or if, for example, e.g. due to a changed threat situation, the penetrator should serve other purposes.
  • the steel jacket is produced by powder metallurgy, since this is a very economical process. Because of the powder material In practice, the manufacturing geometry can be produced without subsequent mechanical treatment in a single step. In addition, a particularly precise coaxial position between the core and coat can be produced. Such Mantelpenetratoren therefore have a particularly trouble-free and pendulum-free flight phase.
  • 1 denotes a schematically illustrated wing-stabilized jacket penetrator. This consists of a tungsten heavy metal core 2, a powder metallurgically produced steel shell 3, which comprises a tubular main part 4 and a solid material consisting of rear part 5, on which a tail 6 is screwed, and a ballistic hood. 7
  • this jacket penetrator 1 To produce this jacket penetrator 1, first the tubular main part 4 of the steel jacket 3 is heated to a temperature of between 70 and 350 ° C., preferably of 150 ° C. Then, provided with a very smooth surface 8 heavy metal core 2 is introduced into the heated steel shell 3.
  • the inner diameter of the steel shell 3 and the outer diameter of the heavy metal core 2 have a tapering in the weft direction easily opening.
  • the steel shell 3 is cooled so that it shrinks on the heavy metal core 2.
  • the inner diameter of the steel shell 3 and the outer diameter of the heavy metal core 2 are chosen such that after cooling a sufficiently high force and positive connection between the steel shell 3 and the heavy metal core 2 results.
  • the tail 6 are attached to the rear part 5 of the steel shell 3 and the ballistic hood 7 with its abutting on the projectile body inner surface 9, for. connected by adhesive or by friction welding.
  • the invention is not limited to the embodiment described above.
  • a tip is incorporated on the front side of the heavy metal core on which the ballistic hood is conventionally applied as in the case of monolithic penetrators according to the prior art.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus einem Stahlmantel und einem Schwermetallkern bestehenden Mantelpenetrators.
  • Aus der DE 22 34 219 C1 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Mantelpenetrators bekannt, bei dem ein rohrförmiger Stahlmantel mit einem bruchempfindlichen Wolframkarbidkem mittels einer Gewindeverbindung verbunden wird. Als nachteilig hat es sich bei diesem Verfahren erwiesen, dass es einerseits sehr kostenintensiv ist und dass sich anderer seits durch das Aufbringen des Außengewindes auf den spröden Schwermetallkern dessen Bruchempfindlichkeit stark erhöht.
  • Aus der DE 39 11 575 A1 ist es ferner bekannt, den Stahlmantel durch Auftragsschweißen auf den Schwenmetallkern aufzubringen. Abgesehen davon, dass auch mit diesem Verfahren ein langer und kostenintensiver Fertigungsprozess verbunden ist, hat sich gezeigt, dass die Befestigung des Stahlmantels durch Auftragsschweißen infolge der Wärmeeinwirkung auf den Schwermetallkern dessen mechanische Werte und Struktur negativ beeinflussen kann.
  • Schließlich ist aus der DE 40 16 051 C2 bekannt, den Stahlmantel durch Drückwalzen auf den Schwermetallkern aufzubringen. Auch dieses Verfahren hat sich in der Praxis aufgrund verschiedener Nachteile nicht durchzusetzen vermocht. Insbesondere kann der mechanische Verformungsprozess zu einer Schädigung der Bauteile führen. Außerdem sind die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Maschinen sehr kostenintensiv.
  • Die AT 383 979 B beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Penetratoren sowie eine Hülle zur Durchführung des Verfahrens. Die Hülle aus einem Material hoher Zähigkeit wird dabei heiß (400 - 1100 °C) auf den Penetrator aufgezogen und danach abgekühlt. Der Kern besteht dabei aus Schwermetallen, Schwermetalllegeierungen oder Schwermetallsinterverbundwerkstoffen. Als Hüllenmaterial wird Stahl, bevorzugt aber duktiles Wolframschwermetall verwendet.
  • Aus der US 4,075.946 A ist ein Durchschlaggeschoss bestehend aus zwei wesentlichen Teilen, einer Hülle und einem ein hohes spezifisches Gewicht aufweisenden und vom Mantel umhüllten Geschosskern bekannt. Der Kern selbst besteht aus Wolfram und / oder einer Wolframlegierung.
  • Die CH 691 785 A beschäftigt sich mit einem Verbund- Pfeilgeschoss mit einem Schwermetallkern. Die Hülse kann mit dem Kern durch eine Gewindeverbindung, durch Einlöten oder Einkleben des Kerns in die Hülse, mittels eines Press- bzw. Schrumpfsitzes etc. verbunden sein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Mantelpenetrators anzugeben, wobei die Struktur des Schwermetallkerns und / oder dessen Bruchempfindlichkeit nicht oder nicht wesentlich beeinflusst wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
  • Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, den Stahlmantel zunächst auf eine Temperatur zwischen 70 und 350 °C, vorzugsweise auf 150 °C, zu erwärmen, dann den mit einer glatten Oberfläche versehenen Schwermetallkern in den erwärmten Stahlmantel einzubringen und schließlich den Stahlmantel abzukühlen, so dass sich nach dem Schrumpfungsprozess eine Presspassung ergibt. Zusätzlich können der Stahlmantel und der Schwermetallkern auch noch miteinander verklebt werden.
  • Durch die Verwendung eines glatten Schwermetallkerns wird die Bruchempfindlichkeit des Schwermetallkerns durch Herabsetzung der Kerbwirkung wesentlich verringert.
  • Vorteilhafterweise kann der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Mantelpenetrator später auf einfache Weise delaboriert werden. Hierzu wird der Mantel des Penetrators wieder erwärmt und nach entsprechendem Aufweiten von dem Schwermetallkern entfernt, so dass die einzelnen Teile eine andere Verwendung finden können- Insbesondere ist es dann möglich, in den vorhandenen Mantel einen anderen Penetrator einzusetzen (Wechselpenetrator). Dieses kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn durch die Weiterentwicklung der Penetratortechnologie entsprechend verbesserte Penetratoren eingesetzt werden sollen oder wenn, z.B. aufgrund einer geänderten Bedrohungslage, der Penetrator anderen Zwecken dienen soll.
  • Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Stahlmantel pulvermetallurgisch hergestellt wird, da es sich hierbei um ein sehr wirtschaftliches Verfahren handelt. Denn aus dem Pulverwerkstoff kann praktisch in einem Arbeitsschritt die Fertigungsgeometrie ohne anschließende mechanische Behandlung hergestellt werden. Außerdem ist eine besonders präzise koaxiale Lage zwischen Kern und Mantel herstellbar. Derartige Mantelpenetratoren weisen daher eine besonders störungsfreie und pendelfreie Flugphase auf.
  • Allerdings ist es auch möglich, den Stahlmantel durch Bearbeiten eines entsprechenden Vollmaterials herzustellen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand einer Figur erläuterten Ausführungsbeispiel.
  • In der Fig. ist mit 1 ein schematisch dargestellter flügelstabilisierter Mantelpenetrator bezeichnet. Dieser besteht aus einem Wolfram-Schwermetallkern 2, einem pulvermetallurgisch hergestellten Stahlmantel 3, der ein rohrförmiges Hauptteil 4 und ein aus Vollmaterial bestehendes Heckteil 5 umfaßt, auf welches ein Leitwerk 6 aufgeschraubt ist, sowie einer ballistischen Haube 7.
  • Zur Herstellung dieses Mantelpenetrators 1 wird zunächst das rohrförmige Hauptteil 4 des Stahlmantels 3 auf eine Temperatur zwischen 70 und 350 °C, vorzugsweise von 150 °C, erwärmt. Dann wird der mit einer sehr glatten Oberfläche 8 versehene Schwermetallkern 2 in den erwärmten Stahlmantel 3 eingebracht.
  • Um ein leichtes und schnelles Einführen des Schwermetallkerns in den Stahlmantel zu ermöglichen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Innendurchmesser des Stahlmantels 3 und der Außendurchmesser des Schwermetallkerns 2 einen sich in Schußrichtung leicht öffnenden konischen Verlauf aufweisen.
  • Anschließend wird der Stahlmantel 3 abgekühlt, so daß dieser auf den Schwermetallkern 2 aufschrumpft. Dabei sind der Innendurchmesser des Stahlmantels 3 und der Außendurchmesser des Schwermetallkerns 2 derart gewählt, daß sich nach dem Abkühlvorgang eine ausreichend hohe Kraft- und Formschlußverbindung zwischen dem Stahlmantel 3 und dem Schwermetallkern 2 ergibt.
  • Schließlich werden das Leitwerk 6 an dem Heckteil 5 des Stahlmantels 3 befestigt und die ballistische Haube 7 mit ihrer an dem Geschoßkörper anliegenden Innenfläche 9 z.B. mittels Klebstoff oder durch Reibschweißen verbunden.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann z.B. vorgesehen sein, daß an den Schwermetallkern vorderseitig eine Spitze eingearbeitet ist, auf welcher die ballistische Haube wie bei monolithischen Penetratoren nach dem Stand der Technik konventionell aufgebracht wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Mantelpenetrator
    2
    Schwermetallkern
    3
    Stahlmantel
    4
    Hauptteil
    5
    Heckteil
    6
    Leitwerk
    7
    ballistische Haube
    8
    Oberfläche (Schwermetallkern)
    9
    Innenfläche (ballistische Haube)

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung eines aus einem Stahlmantel (3) und einem Schwermetallkern (2) bestehenden Mantelpenetrators (1), wobei der Stahlmantel erwärmt, der mit einer glatten Oberfläche (8) versehene Schwermetallkern (2) in den erwärmten Stahlmantel (3) eingebracht und der Stahlmantel (3) abgekühlt wird, wobei der Innendurchmesser des Stahlmantels (3) und der Außendurchmesser des Schwermetallkerns (2) derart gewählt werden, daß sich nach dem Abkühlvorgang eine Kraft- und Formschlußverbindung zwischen dem Stahlmantel (3) und dem Schwermetallkern (2) ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlmantel (3) auf eine Temperatur zwischen 70 und 350 °C erwärmt, wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlmantel (3) auf eine Temperatur von ca. 150 °C erwärmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlmantel (3) und der Schwermetallkern (2) zusätzlich durch eine Klebeverbindung miteinander verbunden werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlmantel (3) mit Hilfe eines pulvermetallurgischen Verfahrens hergestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlmantel (3) durch Bearbeiten eines entsprechenden Vollmaterials hergestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Stahlmantels (3) und der Außendurchmesser des Schwermetallkerns (2) derart gewählt werden, daß sie einen sich in Schußrichtung leicht öffnenden konischen Verlauf aufweisen.
EP03028331A 2003-02-12 2003-12-10 Verfahren zur Herstellung eines Mantelpenetrators Expired - Lifetime EP1447642B1 (de)

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