EP3317607B1

EP3317607B1 - Aus einem gezogenen waffenrohr verschiessbares, flügelstabilisiertes unterkalibergeschoss und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: EP3317607B1
Application number: EP16732660.2A
Authority: EP
Inventors: Ruedi BUCHER
Original assignee: RWM Schweiz AG
Current assignee: RWM Schweiz AG
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2020-01-08
Anticipated expiration: 2036-06-28
Also published as: US10996035B2; CA2996430C; US20180216922A1; DE102015110627A1; EP3317607A1; WO2017001428A1; CA2996430A1

Description

Die Erfindung betrifft ein aus einem gezogenen Waffenrohr verschießbares, flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss mit einem ein Flügelleitwerk tragenden Penetrator und einem auf dem Penetrator angeordneten, abwerfbaren Treibspiegel, der aus mehreren, umfangseitig miteinander verbundenen Treibspiegelsegmenten besteht, die durch die beim Verschießen auf das Geschoss wirkenden Zentrifugalkräfte nach Verlassen des Waffenrohres voneinander getrennt werden. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Unterkalibergeschosses.
Derartige Geschosse sind beispielsweise aus der EP 0 300 373 B1 bekannt. Sie werden häufig aus automatischen Waffen im Mittelkaliberbereich (20-50 mm) verschossen. Der abwerfbare Treibspiegel besteht dabei im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Grundkörper aus Kunststoff mit Sollbruchstellen, der sich entlang seiner gesamten Länge umfangseitig an der Innenwand des entsprechenden Waffenrohres abstützt, und einem heckseitig mit dem Grundkörper verbundenen Metalleinsatz. Dieser Metalleinsatz ist mit einem Mitnahmegewinde versehen, welches in ein entsprechendes Gewinde des Penetrators zur Übertragung der beim Abschuss des Geschosses auf den Treibspiegel wirkenden Schub- und Drallkräfte auf den Penetrator dient. Der jeweilige Grundkörper besitzt ein Führungsband, welches den vollen Drall entsprechend der Steigung der Drallnuten des entsprechenden Waffenrohres und der Mündungsgeschwindigkeit des Geschosses auf den Treibspiegel und über das Mitnahmegewinde auf den Penetrator überträgt.
Nachteilig bei derartigen bekannten Geschossen ist allerdings, dass durch die dickwandige Auslegung des Grundkörpers, der üblicherweise im Spritzgussverfahren hergestellt wird, sich Probleme bei dessen Herstellung ergeben. So sind aufgrund der relativ langen Abkühlzeiten lange Zykluszeiten bei der Herstellung der Treibspiegel erforderlich. Außerdem treten aufgrund der großen Wandstärke des Grundkörpers immer wieder Fehlstellen, beispielsweise Lunker, in dem Kunststoffmaterial auf, was dann zu Abgangsfehlern des Penetrators nach Verlassen des Waffenrohres führen kann. Je größer das Kaliber der Geschosse ist, desto dickwandiger sind die Grundkörper der Treibspiegel und desto ausgeprägter treten die vorher beschriebenen Probleme auf.
Die DE 30 50 474 C1 offenbart einen Treibkäfig für ein unterkalibriges flügelstabilisiertes Geschoss, mit einem zum Vorsegmentieren spanabhebend geschlitzten einstückigen Körper, wobei jeder Schlitz im rückseitigen Teil des Körpers in der Nachbarschaft mit einer Gasdruckaufnahmefläche einen ungeschlitzten Bereich als eine Sollbruchstelle bildende Werkstoffbrücke aufweist.
Aus der DE-OS 2039719 ist ebenfalls ein aus einem gezogenen Waffenrohr verschießbares, flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss bekannt, bei dem der Treibspiegel aus mehreren Treibspiegelsegmenten aus einem Leichtmetall oder aus Kunststoff zusammengesetzt ist, die mittels entsprechender Führungsbänder zusammengehalten werden.
Aus Gründen der Gewichtsersparnis umfasst der Treibspiegel dieser Geschosse einen Grundkörper, der einen sich an der Innenwand des Waffenrohres abstützbaren vorderen Führungsflansch und einen in einem axialen Abstand angeordneten hinteren Führungsflansch aufweist. Der zwischen den beiden Führungsflanschen befindliche Verbindungsabschnitt des Treibspiegels besitzt einen gegenüber den Führungsflanschen geringeren Außendurchmesser.
Zur Kraftübertragung der auf den Treibspiegel beim Abschuss des Geschosses wirkenden Gasdruckkräfte auf den Penetrator befindet sich im Bereich des hinteren Führungsteiles des Grundkörpers eine im Penetrator eingelassene Ringnut, in welche ein mehrteiliges, der Nutenform des Penetrators angepasstes Mitnahmeglied des Treibspiegels eingreift. Sowohl die Führungsbänder als auch das Mitnahmeglied sind derart ausgebildet, dass beim Abschuss des Geschosses aufgrund eines Schlupfes zwischen den Führungsbändern und dem Treibspiegel nicht der ganze Drall von den beiden Führungsbändern auf den Treibspiegel übertragen wird und dass Dank eines Schlupfes zwischen Treibspiegel und Penetrator auch nicht der ganze Drall des Treibspiegels von diesem auf den Penetrator übertragen wird.
Ein Nachteil bei derartigen Geschossen besteht darin, dass die Treibspiegel und damit auch die Penetratoren beim Verlassen des Waffenrohres beachtliche Unterschiede hinsichtlich ihrer Dralldrehzahl aufweisen. Je kleiner aber die Zentrifugalkräfte sind, die beim Austritt des Geschosses aus dem Waffenrohr auf den Treibspiegel wirken, umso kleiner ist die Geschwindigkeit und die Symmetrie beim Abwerfen der Treibspiegelsegmente, was ebenfalls zu Abgangsfehlern der Penetratoren und damit zu einer Vergrößerung der Geschossstreuung im Zielgebiet führen kann.
Ausgehend von der EP 0 300 373 B1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein aus einem gezogenen Waffenrohr verschießbares, flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss zu offenbaren, dessen Treibspiegel leicht und stabil ist und dessen Penetratoren nach Verlassen des Waffenrohres geringere Abgangsfehler aufweisen als dieses bei vergleichbaren bekannten Unterkalibergeschossen der Fall ist. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Geschosses offenbart werden
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Geschosses durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, auf dem Penetrator des Unterkalibergeschosses einen den Volldrall übertragenden Treibspiegel anzuordnen, dessen Grundkörper aus einer Leichtmetalllegierung besteht und aus Gründen der Gewichtsersparnis einen sich an der Innenwand des Waffenrohres abstützbaren vorderen Führungsflansch und einen in einem axialen Abstand angeordneten hinteren Führungsflansch aufweist, wobei der zwischen den beiden Führungsflanschen befindliche Verbindungsabschnitt des Treibspiegels einen gegenüber den Führungsflanschen geringeren Außendurchmesser besitzt. Zusätzlich zu dieser Zweiflanschkontur enthält der Grundkörper aus Gründen einer weiteren Gewichtsersparnis axiale Bohrungen, die durch den vorderen Führungsflansch hindurchgeführt sind und sich bis zu dem hinteren Führungsflansch erstrecken.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Durchmesser der axialen Bohrungen derart gewählt ist, dass der Bereich zwischen dem Penetrator und der jeweiligen Bohrung, in dem der Grundkörper seine geringste Wandstärke aufweist, als Sollbruchstelle wirkt, entlang der sich die Treibspiegelsegmente aufgrund der auf sie wirkenden Zentrifugalkräfte nach Verlassen des Waffenrohres voneinander trennen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Unterkalibergeschosses ;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Geschoss und
Fig. 3 eine vergrößerte Frontansicht auf das in Fig. 1 dargestellte Geschoss.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein erfindungsgemäßes flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss bezeichnet, welches einen mit einem Flügelleitwerk 2 verbundenen Penetrator 3 und einen auf dem Penetrator 3 angeordneten abwerfbaren Treibspiegel 4 umfasst.
Der Treibspiegel 4 umfasst einen Grundkörper 5 aus einer Aluminiumlegierung, der über eine Gewindeverbindung 6 mit dem Penetrator 3 verbunden ist. Durch diese Gewindeverbindung 6 wird erreicht, dass die beim Abschuss des Geschosses 1 innerhalb eines Waffenrohres auf den Treibspiegel 4 wirkenden Schub- und Drallkräfte ohne Schlupf auf den Penetrator 3 übertragen werden.
Der Grundkörper 5 besitzt einen vorderen Führungsflansch 7 und einen in einem axialen Abstand angeordneten hinteren Führungsflansch 8. Beide Führungsflansche 7, 8 dienen im geladenen Zustand des Geschosses 1 der Abstützung des Treibspiegels 4 an der Innenwand des entsprechenden Waffenrohres. Die beiden Führungsflansche 7, 8 des Treibspiegels 4 sind über einen Verbindungsabschnitt 9 miteinander verbunden, der aufgrund von Gewichtsersparnissen einen gegenüber den Führungsflanschen 7, 8 geringeren Außendurchmesser besitzt.
Auf dem äußeren Umfang des hinteren Führungsflansches 8 befindet sich innerhalb einer umlaufenden Ausnehmung 10 des Grundkörpers 5 ein Dichtungs- und Führungsband 11 aus Kunststoff.
Außerdem weist der Grundkörper 5 mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete, sich axial erstreckende Längsnuten 12 auf, welche in dieser Ausführungsform vier, umfangseitig miteinander verbundene Treibspiegelsegmente 13-16 des Treibspiegels 4 seitlich begrenzen.
Zur weiteren Gewichtsersparnis des Treibspiegels 4 enthält der Grundkörper 5 vier axial durch den vorderen Führungsflansch 7 hindurchgeführte und sich bis zu dem hinteren Führungsflansch 8 entlang der Längsnuten 12 erstreckende Bohrungen 17. Diese dienen zudem zur Schaffung einer Solbruchstelle 18. Der Durchmesser der Bohrungen 17 wird dazu derart gewählt, dass der entstehende Bereich 18 zwischen dem Penetrator 3 und der jeweiligen Bohrung 17, in dem der Grundkörper 5 seine geringste Wandstärke aufweist, als Sollbruchstelle wirken kann, entlang der sich die Treibspiegelsegmente 13-16 nach Verlassen des Waffenrohres voneinander trennen. Alternative Einbindungen von Sollbruchstellen sind aus der Praxis bekannt.
Heckseitig ist der Grundkörper 5 mittels einer aus Kunststoff bestehenden Heckabdichtung 19 versehen, um zu vermeiden, dass Treibladungsgase in die den Penetrator 3 aufnehmende zentrale Bohrung 20 oder in die Längsnuten 12 gelangen können.
Beim Abschuss des Geschosses 1 wird das Dicht- und Führungsband 11 durch die Kraft der Treibladungsgase in die Züge des entsprechenden Waffenrohres gedrückt und bewirkt eine Drehbewegung des Treibspiegels 4 sowie über die Gewindeverbindung 6 eine entsprechende Drehbewegung des Penetrators 3. Sobald das Geschoss 1 das Waffenrohr verlassen hat, reißen die Sollbruchstellen 18 aufgrund der auf sie wirkenden Zentrifugalkräfte entlang der Längsnuten 12, und die Treibspiegelsegmente 13-16 werden mit hoher Geschwindigkeit symmetrisch in Bezug auf die Flugbahn des Geschosses 1 abgeworfen.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des vorstehend offenbarten Geschosses beschrieben:
Ausgehend von einem Rohling, der bereits die äußere Kontur des Grundkörpers 5 sowie die zentrale Bohrung 20 für den Penetrator 3 und das Gewinde zur formschlüssigen Verbindung von Penetrator 3 und Treibspiegel 4 besitzt, werden, wenn erwünscht, von der Frontseite des vorderen Führungsflansches 7 aus, in axialer Richtung bis zum hinteren Führungsflansch 8, die vier Bohrungen 17 zur Gewichtsreduzierung eingebracht. Zur Verhinderung des Schlupfes während der Drallübertragung zwischen dem Führungsband 10 und dem Treibspiegel 8 ist die Basis der Ausnehmung 10 des Führungsbandes vorzugsweise mit einer Randrierung am gesamten Umfang versehen. Zum Schutz vor dem Einsinken in das Zug- Feldprofiim Waffenrohr ist der Treibspiegel mittels eines anodischen Oxidationsverfahrens beschichtet. Diese Beschichtung ist hauptsächlich an den beiden Führungsflanschen 7 und 8 wichtig und zeichnet sich durch seine Härte und Abriebsfestigkeit aus.
Der vorgefertigte Penetrator 3 wird nun mittels Gewinde soweit in den Treibspiegel 4 eingeschraubt, bis dieser an dem Gewindeanschlag 22 formschlüssig am Treibspiegel 4 ansteht.
Anschließend wird in die Ausnehmung 10 des hinteren Führungsflansches 8 das Dichtungs- und Führungsband 11 sowie gleichzeitig die Heckabdichtung 19 mittels eines Kunststoffspritzgussverfahrens eingebracht. Dies wird dadurch ermöglicht da der Führungsbandbereich 10 mittels Längsschlitzen 21 mit dem Bereich der Heckabdichtung 19 verbunden ist.
Im Anschluss wird das Flügelleitwerk 2 als komplette Einheit auf den Penetrator aufgeschraubt.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann sich der Treibspiegel beispielsweise auch nur aus zwei oder drei Treibspiegelsegmenten zusammensetzen. Außerdem können die Dichtungs- und Führungsbänder statt aus Kunststoff auch aus einem anderen geeigneten Materials, etwa Sintermetalle, bestehen.

Bezugszeichenliste

1: Unterkalibergeschoss, Geschoss
2: Flügelleitwerk
3: Penetrator
4: Treibspiegel
5: Grundkörper
6: formschlüssige Verbindung, Gewindeverbindung
7: (vorderer) Führungsflansch
8: (hinterer) Führungsflansch
9: Verbindungsabschnitt
10: Ausnehmung
11: Dichtungs- und Führungsband
12: Längsnut
13-16: Treibspiegelsegmente
17: Bohrung
18: Bereich, Sollbruchstelle
19: Heckabdichtung
20: zentrale Bohrung
21: Längsschlitze
22: Gewindeanschlag

Claims

Aus einem gezogenen Waffenrohr verschießbares, flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss (1) mit einem ein Flügelleitwerk (2) tragenden Penetrator (3) und einem auf dem Penetrator (3) angeordneten, abwerfbaren Treibspiegel (4), der aus mehreren, umfangseitig miteinander verbundenen Treibspiegelsegmenten (13-16) besteht, die durch die beim Verschießen auf das Geschoss (1) wirkenden Zentrifugalkräfte nach Verlassen des Waffenrohres voneinander getrennt werden, mit den Merkmalen, dass
a) der Treibspiegel (4) einen Grundkörper (5) aus einer Leichtmetalllegierung umfasst, der einen sich an der Innenwand des Waffenrohres abstützbaren vorderen Führungsflansch (7) und einen in einem axialen Abstand angeordneten hinteren Führungsflansch (8) aufweist, wobei der zwischen den beiden Führungsflanschen (7, 8) befindliche Verbindungsabschnitt (9) des Treibspiegels einen gegenüber den Führungsflanschen (7, 8) geringeren Außendurchmesser besitzt;

b) der Treibspiegel (4) und der Penetrator (3) im Bereich des hinteren Führungsflansches (8) formschlüssig miteinander verbunden sind;

c) auf dem äußeren Umfang des hinteren Führungsflansches (8) ein Dichtungs- und Führungsband (11) befestigt ist;

d) der Grundkörper (5) mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete, sich axial erstreckende Längsnuten (12) aufweist, welche die Treibspiegelsegmente (13-16) seitlich begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass

e) der Grundkörper (5) axial durch den vorderen Führungsflansch (7) hindurchgeführte und sich bis zu dem hinteren Führungsflansch (8) entlang der Längsnuten (12) erstreckende Bohrungen (17) enthält.
Flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Bohrungen (17) derart gewählt ist, dass der Bereich (18) zwischen dem Penetrator (3) und der jeweiligen Bohrung (17), in dem der Grundkörper (5) seine geringste Wandstärke aufweist, als Sollbruchstelle wirkt, entlang der sich die Treibspiegelsegmente (13-16) nach Verlassen des Waffenrohres voneinander trennen.
Flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (5) aus einer Aluminiumlegierung besteht.
Flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der formschlüssigen Verbindung (6) zwischen dem Treibspiegel (4) und dem Penetrator (3) um eine Gewindeverbindung handelt
Flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungs- und Führungsband (11) aus Kunststoff besteht.
Flügelstabilisiertes Unterkalibergeschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass heckseitig der Grundkörper (5) mittels einer aus Kunststoff bestehenden Heckabdichtung (19) versehen ist.
Verfahren zur Herstellung eines aus einem gezogenen Waffenrohr verschießbaren, flügelstabilisierten Unterkalibergeschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit den Merkmalen:
• ausgehend von einem Rohling, der bereits die äußere Kontur des Grundkörpers (5) sowie die zentrale Bohrung (20) für den Penetrator (3) und das Gewinde zur formschlüssigen Verbindung von Penetrator (3) und Treibspiegel (4) besitzt, wird der Penetrator (3) in den Treibspiegel (4) eingeschraubt, bis der Penetrator (3) formschlüssig am Treibspiegel (4) ansteht,

• danach wird in die Ausnehmung (10) des hinteren Führungsflansches (8) das Dichtungs- und Führungsband (11), sowie die Heckabdichtung (19) mittels eines Kunststoffspritzgussverfahrens eingebracht, und

• im Anschluss wird das Flügelleitwerk (2) als komplette Einheit auf den Penetrator (3) aufgeschraubt,

• zur Gewichtsreduzierung werden im vorgefertigten Penetrator (3) vor dem Zusammenbau von der Frontseite des vorderen Führungsflansches (7) aus, in axialer Richtung bis zum hinteren Führungsflansch (8), Bohrungen (17) eingebracht.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Dichtungs- und Führungsbandes (11) sowie der Heckabdichtung (19) gleichzeitig erfolgt.