Wirkmassenbehälter

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem verstärkten Wirkmassenbehälter für ein Geschoss durch Einbindung einer Rippenkonstruktion in den Deckel des Wirkmassenbehälters, insbesondere durch Kaltumformen.

Bei Artillerie- und Mörsergranaten treten während des Abschusses Beschleunigungen von bis zu 18.000 g auf. Die Abschussbeschleunigung, die auf verschiedene Teilmassen, wie Hülle, Ausstoßladung, Wrkkörper und die darin befindlichen Wirkmassen wirken, verursachen große Massenkräfte, die das Geschoss kurzzeitig stark beanspruchen.

Geschosse und insbesondere Nebelgeschosse verschiedener Kaliber sind so aufgebaut, dass im Geschoss bzw. der Geschosshülle unterschiedliche und / oder mehrere Wirkkörper mitgeführt werden. Diese sind ihrerseits so aufgebaut, dass sie einen Wrkmassenkörper enthalten, der einen Boden, ein Stützrohr und einen Deckel aufweist.

Die DE 10 2008 019 752 A1 offenbart einen Wirkkörper für eine Submunition mit Wirkmitteln, der eine Isolierschicht zwischen einem Wrkkörperbehälter und einem pyrotechnischen Satz aufweist. Der Wrkkörperbehälter kann durch einen Deckel mit einer Ausblasöffnung verschlossen werden.

Aus der DE 103 08 307 B4 ist ein Geschoss übereinander liegender Submunitionskörper bekannt. In den Submunitionskörpern ist eine Wrkmasse enthalten, die auf einem Boden ruht. Die Submunitionskörperhülle ist in Schussrichtung gesehen mit einem Deckel versehen. Zwischen dem Deckel und der Wrkmasse ist wenigstens ein Vorspannkörper eingebunden. Dieser hat die Aufgabe, die Abschussbelastung und den hohen Drehimpuls, die auf das Geschoss und damit auf die Submunitionskörper einwirken, besser aufnehmen zu können.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine einfache Möglichkeit aufzuzeigen, die die Abschussbelastungen etc., die auf das Geschoss und die Wrkkörper wirken, ebenfalls gut aufnehmen können. Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgelistet.

Die Erfindung basiert auf der Grundidee, den Wirkmassenbehälter durch eine Rippenkonstruktion zu verstärken und die Rippen oder Versteifungen insbesondere im Deckel des Wirkkörpers bzw. Wrkmassenbehälters einzubinden, deren Länge bevorzugt über den gesamten Radius des Deckels führen.

Durch diese Rippen kann eine höhere Festigkeit im Deckel / Wirkmassenbehälter erzielt werden, auf einen Vorspannkörper kann dann verzichtet werden. Der Anteil der Nutzlast kann bei gleicher Gesamtmasse erhöht und somit ein höherer Wirkungsgrad der Payload erzielt werden. Deformierungen durch Abschuss- und / oder Bodenaufschlag werden reduziert, die sichere Verbringung der Wirkmasse in das Zielgebiet und deren Funktionssicherheit deutlich verbessert. Des Weiteren wird ein formschlüssiger Kontakt der Wirkmasse über die Rippenkonstruktion mit dem Behälter geschaffen, wodurch eine sichere Drallübertragung gewährleistet wird und auf Drallübertragungselemente verzichtet werden kann. Risse in der Wrkmasse werden auch beim Abschuss vermieden.

Ein weiterer Ansatz ist, den Wrkmittelbehälter fertigungstechnisch anders herzustellen, um eine Verfestigung des Behältermaterials zu erreichen. Fertigungstechnisch hat sich als bevorzugtes Verfahren das Metall-Kaltumformen gezeigt. Kaltumformen ist das Umformen von Metallen bei einer Temperatur deutlich unterhalb der Rekristallisationstemperatur. Das Material wird dabei so stark belastet, bis es zerfließt und eine Faserstruktur einnimmt. Dadurch wird die Materialfestigkeit durch erhöhende Versetzungsdichte im Material gesteigert. Mit dem Verfahren ist eine Kaltverfestigung des Behältermaterials möglich. Das wiederum ermöglicht den Einsatz eines Werkstoffes mit einer besseren Zerspanbarkeit bei geringeren Bearbeitungskosten. Alternativ könnte auch das Gussgießen Anwendung finden.

Die Rippen können bei der Herstellung entsprechend der Belastungsgröße ausgeführt werden, z.B. kurze oder lange Rippen bis zum Außendurchmesser des Wirkmassenbehälters. Durch das Metall-Kaltumformen bzw. die Gusstechnik können auch die Rippengeometrien variiert werden. Des Weiteren kann ein unkritischer Grundwerkstoff in Bezug auf Verarbeitung und Vergütung verwendet werden. Der Zerspanungsanteil am Rohteil wird minimiert und es werden weniger Einzelteile benötigt. Die Behälterkonstruktion wird durch Verzicht auf Verschraubun- gen mit Klebsicherung und Schrumpf-/Presspassungen vereinfacht.

Zur Vermeidung von Montagefehlern beim Zusammenbau wird, wie in der DE 10 2007 049 503 A1 bereits angedacht, eine Einbausicherung mit Zentrierungsfunktion durch Verlängerung eines Stützrohres des Wrkkörpers und einer entsprechenden Ausnehmung im Bodenbereich mit eingebunden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines teilweise geschnittenen Wirkkörpers,

Fig. 2 eine weitere perspektivische Darstellung eines weiteren Wirkkörpers.

In Fig. 1 ist ein Wirkkörper bzw. Wirkmassenbehälter 1 dargestellt, der im Wesentlichen aus einem Behälter 2 mit Deckel 3 sowie einer im Behälter 2 eingebundenen Wirkmasse 4 besteht. Der Deckel 3 weist neben Rippen 5 wenigstens eine Ausblasöffnung 6 auf. Deckel 3 und Rippen 5 bilden eine konstruktive Einheit, wobei hier die Rippen 5 vom Mittelrohr (Stützrohr) 7 mit Anzündbohrung 8 bis an die Außenkante 1.1 des Behälters 1 verlaufen. Bei der Anzündbohrung 8 kann es sich um eine um das Mittelrohr 7 umlaufende Bohrung handeln. Zwischen dem Deckel 3 und der Wrkmasse 4 ist eine Art Dichtungsscheibe 9 eingebracht. Von unten ist der Wirkkörper 1 durch eine Bodenplatte 10 geschlossen.

Fig. 2 zeigt einen Wirkmassenbehälter 20, der im Wesentlichen aus den selben Teilen wie der Wirkkörper 1 besteht, jedoch im Deckel 23 Rippen 25 besitzt, die nur einem Bereich 22 um das Mittelrohr 7 verlaufen und weniger werdend auslaufen, d.h. ihre Höhe verlierend, in den Deckel 23 übergehen.

Die Funktionsweise des Wrkkörpers 1 , 20 ist wie bekannt. Nach Verschießen eines nicht näher dargestellten Geschosses aus einem ebenfalls nicht näher dargestellten Waffenrohrs werden zu einem vorbestimmten Zeitpunkt die Wirkmassenbehälter 1 , 20 aus dem Geschoss getrieben. Über das Zentral- bzw. Mittel roh r 7 und die Anzündbohrung 8 wird dabei die Wirkmasse 4 entzündet und die umgesetzte Wirkmasse 4 durch die Ausblasöffnung(en) 6 ausgeblasen.

Zur sicheren Montage des Geschosses sehen der Wirkkörper bzw. Wrkmassenbehälter 1 und 20 im Deckel 3, 23 ein Herausragen des Mittelrohres 7 vor. Entsprechend ist im Boden 10 eine Ausnehmung 1 1 eingebunden, sodass ein herausragendes Mittelrohr 7 in die Ausnehmung eines vorderen Wirkmassenbehälters 1 , 20 eingreifen kann. In diese Einbausicherung, die zudem die Zentrierung übernimmt, wird ein Dichtungselement (beispielsweise ein O-Ring oder Metalldichtring) 12 eingelegt, der die Funktion der sicheren Zündübertragung übernimmt und einen Zündübertrag zwischen den Wirkmassenbehälter 1 , 20 bzw. Wirkmassen 4 gewährleistet.

Hergestellt wird der Wirkmassenbehälter 1 , 20 mit einer verstärkenden Rippenkonstruktion 5, 25 bevorzugt im Kaltumformverfahren. Das Mittelrohr 7 ist selbst im Wrkmassenbehälter 1 , 20 vormontiert. Die Verbindung zwischen beiden wird durch eine Press- / Schrumpfverbindung hergestellt. Nach dem Befüllen mit der Wirkmasse 4 (z.B. Pressen, Gießen, Sintern) kann der Deckel (3, 23) mit Filz oder ähnlichem Material (= Dichtungsscheibe 9) ebenfalls mit einer Press-/ Schrumpfverbindung aufgebracht und ggf. durch vercrimpen gesichert werden.