[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen im wesentlichen aus Schwermetall, wie beispielsweise
Wolframschwermetall oder Uran, insbesondere abgereichertem Uran, bestehenden Penetrator
für ein Treibkäfiggeschoß, welches einen den Penetrator umgebenden, einen größeren
Durchmesser als dieser aufweisenden Treibkäfig aufweist, wobei der Penetrator von
seinem Spitzenbereich bis zu seinem Heckbereich im wesentlichen einteilig ausgebildet
ist und gegebenenfalls an den Heckbereich des Penetrators eine Leitvorrichtung angeschlossen
ist, und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Penetrators. Unter einem
abgereicherten Uran versteht man ein an
235 U verarmtes natürliches Uran, wie es beim Anreichern von natürlichem Uran als Rückstand
anfällt. Bei solchen Geschoßen ist der Penetrator, welcher im wesentlichen pfeilartig
ausgebildet ist und einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Geschützlauf aufweist,
von einem im Durchmesser größeren Treibkäfig, welcher auch als Treibspiegel bezeichnet
wird, umgeben, durch welchen das Geschoß im Geschützlauf geführt ist. Hinter der Laufmündung
löst sich der Treibkäfig vom Penetrator. Da die Fläche, auf welche die Treibladung
wirkt, durch den Treibkäfig wesentlich vergrößert ist, ist es möglich, sehr große
Treibkräfte auf den Penetrator zu übertragen. Die Austrittsgeschwindigkeit des Penetrators
am Ende des Geschützlaufes kann 1000 - 3500 m/s betragen. Da der Penetrator aus Schwermetall
besteht, ist seine Auftreffwucht sehr groß, und solche Penetratoren haben daher eine
panzerbrechende Wirkung. Zu diesem Zweck muß der Penetrator eine große Festigkeit
bzw. Härte aufweisen. Diese große Festigkeit, welche das Eindringen des Penetrators
in die Panzerung ermöglicht, hat aber wieder eine große Sprödigkeit des Penetrators
zur Folge. Insbesondere bei geschotteten Panzerungen entstehen beim Durchdringen des
Penetrators durch die Panzerung stoßartige Kräfte, welche in Anbetrcht der Sprödigkeit
des Materials des Penetrators eine Bruchgefahr mit sich bringen. Es hat sich gezeigt,
daß hiebei der Schaft des Penetrators häufig bricht. In diesem Falle geht die kinetische
Energie des hinteren Teiles des Schaftes des Penetrators verloren und die Spitze des
Penetrators dringt nicht durch die Panzerung durch.
[0002] Aufgabe der Erfindung ist es, die Bruchgefahr eines Penetrators zu verringern und
damit die Durchdringwirkung des Penetrators zu verbessern.
[0003] Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, daß der Penetrator in einem Mittelbereich
seiner Länge eine geringere Festigkeit und eine größere Zähigkeit aufweist als in
seinem Spitzenbereich und daß er in seinem Heckbereich eine größere Festigkeit und
geringere Zähigkeit als in seinem Mittelbereich und eine geringere Festigkeit und
eine größere Zähigkeit als in seinem Spitzenbereich aufweist. Die Festigkeit der Spitze,
wobei mit der größeren Festigkeit eine größere Härte einhergeht, ist wesentlich für
das Eindringen des Penetrators in eine Panzerung und diese Festigkeit wird aufrechterhalten.
Die Bruchgefahr bei den bekannten Penetratoren bestand hauptsächlich im Mittelbereich
des Penetrators. Da dieser Mittelbereich nun gemäß der Erfindung eine geringere Festigkeit
und infolge dieser geringeren Festigkeit eine größere Zähigkeit aufweist, wird in
diesem Bereich eine Bruchgefahr vermieden oder zumindest verringert. Es wird somit
gewährleistet, daß die kinetische Energie des hinteren Teiles des Penetrators für
den Durchdringeffekt aufrechterhalten bleibt, und es wird somit ein Durchdringen des
Penetrators durch die gesamte Panzerung zumindest begünstigt. Dadurch, daß der Heckbereich
des Penetrators zäher ist als der Spitzenbereich, wird die Bruchgefahr auch im Heckbereich
verringert. Beim Abschuß ist der Heckteil des Penetrators durch die Beschleunigungskraft
besonders hoch beansprucht. Dem wird dadurch Rechnung getragen, daß der Heckbereich
des Penetrators eine größere Festigkeit aufweist als der Mittelbereich desselben.
In der Gesamtheit wird somit durch die hohe Festigkeit der Spitze das Eindringen des
Penetrators in die Panzerung gewährleistet, durch die Vermeidung einer Bruchgefahr
im Mittel- und Heckbereich die Masse des gesamten Penetrators für das Durchdringen
der Panzerung ausgenützt und durch die ausreichende Festigkeit des Heckbereiches der
Beanspruchung durch die Treibladung beim Abschuß Rechnung getragen.
[0004] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nehmen die Festigkeitswerte
von der Spitze zum Mittelbereich verlaufend ab, wobei zweckmäßig die Festigkeitswerte
vom Mittelbereich zum Heck wieder verlaufend zunehmen. Es sind somit abrupte Übergänge
der Festigkeitswerte entlang des Penetrators vermieden, was auch wieder im Sinne einer
Verminderung der Bruchgefahr wirkt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung weist der Penetrator an seinem Spitzenbereich Festigkeitswerte bis zu 1100
- 2000 N/mm2 auf, wobei die Festigkeitswerte in seinem Mittelbereich bis zu 900 -
600 N/mm2 abnehmen. Vom Mittelbereich zum Heck können gemäß der Erfindung die Festigkeitswerte
wieder bis zu 1300 N/mm2 zunehmen. Ein solcher Penetrator ist den Beanspruchungen
in besonders günstiger Weise angepaßt.
[0005] Insbesondere wenn der Penetrator schräg zur Oberfläche der Panzerung auf diese auftrifft,
entsteht ein Kippmoment bzw. eine seitliche Beanspruchung des Penetrators. Wenn die
Spitze des Penetrators einen ersten Eindringweg in die Panzerung zurückgelegt hat,
so wird der Spitzenbereich des Penetrators in dem in die Panzerung geschlagenen Loch
festgehalten und das Kippmoment bzw. die seitliche Beanspruchung kann, wenn die Spitze
des Penetrators nach einem ersten Eindringweg in der Panzerung festgehalten wird,
zu einem Bruch des Penetrators in dem eine geringere Zähigkeit aufweisenden Spitzenbereich
führen. Es kann daher gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung an den
Spitzenbereich des Penetrators wenigstens ein Vorkern angeschlossen sein. Dieser Vorkern
dringt zuerst in die Panzerung ein. Nach Zurücklegung des ersten Eindringweges sitzt
somit der Penetrator nicht in dem geschlagenen Loch fest, sondern es sind zu Beginn
des Eindringweges nur der Vorkern oder die Vorkerne in die Panzerung eingedrungen.
Der Penetrator beharrt infolge seiner Trägheit in seiner Richtung, jedoch treten trotzdem
Kippmomente auf, welche aber, da der Penetrator nicht im Loch festsitzt, nicht zu
einem Bruch des Spitzenbereiches des Penetrators führen können. Die Vorkerne lösen
sich vom Penetrator ab, ohne auf den Penetrator ein seitliches Moment auszuüben. Nachdem
mittels der Vorkerne bereits ein Loch geschlagen wurde, treten Seitenkräfte beim weiteren
Eindringen des Penetrators nicht auf. Der Vorkern soll in die Panzerung eindringen
und es muß daher auch der Vorkern eine große Festigkeit aufweisen. Gemäß der Erfindung
besteht daher zweckmäßig der Vorkern aus dem gleichen Material wie der Spitzenbereich
des Penetrators und vorzugsweise weist dieser Vorkern zumindest die gleiche Härte
auf wie der Spitzenbereich des Penetrators. Damit ist die Durchschlagwirkung der Vorkerne
gewährleistet.
[0006] Gemäß der Erfindung ist zweckmäßig der Vorkern am vorderen Ende des Penetrators entgegen
der Beschleunigungskraft abgestützt. Beim Abschuß ist der Vorkern am vorderen Ende
des Penetrators abgestützt. Es genügt, wenn der Vorkern am Penetrator lediglich unverlierbar
festgelegt ist. Es soll aber der Vorkern nur so weit mit dem Penetrator verbunden
sein, daß die Verbindung für den Transport und den Flug ausreicht. Die Lösung des
Vorkernes vom Penetrator soll durch die Verbindung nicht behindert werden, damit Seitenmomente
vermieden werden. Es genügt sogar, den Vorkern mit dem Penetrator mittels einer Gummischnur
zu verbinden.
[0007] Gemäß der Erfindung ist zweckmäßig der Vorkern durch eine am Vorderende des Penetrators
befestigte windschlüpfige Haube abgedeckt. Diese Abdeckung ist aus ballistischen Gründen
günstig. Die Abdeckung kann gemäß der Erfindung beispielsweise von einer windschlüpfigen
Haube aus Aluminium gebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist die windschlüpfige Haube auf das Vorderende des Penetrators aufgeschraubt und
der Vorkern ist unter Zwischenschaltung eines Gummiringes an der Haube abgestützt.
Die Anordnung kann hiebei so getroffen sein, daß an das Vorderende des Penetrators
wenigstens zwei Vorkerne angeschlossen sind, wobei der vordere Vorkern einen kleineren
Durchmesser als der hintere Vorkern und der hintere Vorkern einen kleineren Durchmesser
als die Stirnfläche des Penetrators aufweist, daß der hintere Vorkern durch einen
Randwulst an der Stirnfläche des Penetrators und der vordere Vorkern durch einen Randwulst
an der Stirnfläche des hinteren Vorkernes zentriert ist und daß der vordere Vorkern
unter Zwischenschaltung eines Gummiringes gegen die windschlüpfige Haube abgestützt
ist.
[0008] Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines solchen Penetrators aus Wolframschwermetall
besteht im wesentlichen darin, daß der Penetrator aus einem pulverförmigen Gemisch
von Wolframschwermetall und Zugabemetallen, wie Eisen, Nickel, Mangan, Kupfer, Kobalt
und Molybdän, Mangan-EisenLegierung, einzeln oder zu mehreren, gepreßt und gesintert
wird, wobei der Anteil der Zusatzmetalle in denjenigen Bereichen der Sinterform, welche
den Bereichen geringerer Festigkeit des Penetrators entsprechen, erhöht wird. Der
größere Anteil an Wolframschwermetall bewirkt eine größere Festigkeit und durch Vergrößerung
des Anteiles der Zugabemetalle unter Verringerung des Anteiles an Wolframschwermetall
kann die Zähigkeit unter Verzicht auf die größere Härte vergrößert werden. Durch dosiertes
Einfüllen der Pulverbestandteile in die Sinterform kann somit die Zähigkeit im Mittelbereich
der Länge des Penetrators vergrößert und die Festigkeit im Spitzenbereich und auch
im Heckbereich entsprechend erhöht werden, wobei auch die verlaufenden Übergänge der
Festigkeit und Zähigkeit zwischen den einzelnen unterschiedlichen Bereichen ohne weiteres
möglich sind. Es können gemäß der Erfindung die Zusatzmetalle auch Mikrolegierungen
der Elemente Kobalt und Molybdän einzeln oder zu mehreren in einer Menge von 0,00001
- 1 % umfassen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
weist das Gemisch 90 - 99 % Wolframschwermetall, Rest Zusatzmetalle, auf, wobei die
höheren Wolframmengen in den Bereichen der höheren Festigkeit des Penetrators eingebracht
werden. Der Sinterkörper kann heiß- oder kaltgepreßt werden und nachher einer üblichen
Sintertemperatur von 1100 - 1700°C unterworfen werden. Die Sinterung erfolgt hiebei
entweder im Vakuum oder unter Schutzgas, wie beispielsweise in einer Atmosphäre von
trockenem Wasserstoff, dissoziiertem Ammoniak, Stickstoff oder inerten Gasen oder
Gemischen aus denselben.
[0009] Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines solchen Penetrators
aus Wolframschwermetall besteht darin, daß der Penetrator kaltgeschmiedet wird, und
zwar in den Bereichen größerer Festigkeit und geringerer Zähigkeit mit einem größeren
Verformungsgrad als in den Bereichen größerer Zähigkeit und geringerer Festigkeit.
Vorzugsweise wird hiebei der Penetrator aus einem Rohling kaltgeschmiedet, welche
in den Bereichen, welche den Bereichen größerer Festigkeit des Penetrators entsprechen,
vor dem Schmieden einen größeren Ausgangsquerschnitt aufweist als in den Bereichen,
welche den Bereichen geringerer Festigkeit des Penetrators entsprechen. Der geschmiedete
Penetrator weist dann über seine Länge im wesentlichen den gleichen Querschnitt auf.
Dadurch, daß nun in den Bereichen größerer Festigkeit der Rohling einen größeren Querschnitt
aufweist als in den Bereichen geringerer Festigkeit, ist der Verformungsgrad in den
Bereichen, in welchen die größere Festigkeit erzielt werden soll, größer und durch
diesen größeren Verformungsgrad wird bei der Kaltverformung in diesen Bereichen die
Festigkeit erhöht. So kann z.B. gemäß der Erfindung das Kaltschmieden des Spitzenbereiches
des Penetrators mit einem Verformungsgrad bis zu 30 % und das Kaltschmieden des Mittel-
und Heckbereiches des Penetrators mit einem Verformungsgrad von 0 - 20 % erfolgen.
Das Kaltschmieden des Penetrators kann gemäß der Erfindung beispielsweise im Spitzenbereich
des Penetrators mit einem Verformungsgrad von 6 - 20 %, im Mittelbereich mit einem
Verformungsgrad von 2 - 12 % und im Heckbereich mit einem Verformungsgrad von 4 -
16 % erfolgen. Hiebei kann gemäß der Erfindung ein über seine Länge homogener Rohling
aus einer homogenen Legierung von 90 - 99 % Wolframschwermetall, Rest Eisen, Nickel,
Kupfer, Mangan, Kobalt, Molybdän, einzeln oder zu mehreren, verwendet werden. In diesem
Falle werden die Festigkeitsunterschiede nur durch den Verformungsgrad erreicht. Es
kann aber auch gemäß der Erfindung ein gesinterter Rohling verwendet werden, der in
den Bereichen seiner verschiedenen Zusammensetzung mit verschiedenem Verformungsgrad
kaltgeschmiedet wird. Wenn in den Bereichen des Rohlings, in welchen der Anteil an
Wolframschmermetall größer und der Anteil an Zugabemetall kleiner ist, die Kaltschmiedung
mit einem größeren Verformungsgrad durchgeführt wird, wird eine größere Festigkeit
durch die Legierungszusammensetzung und den Verformungsgrad erreicht. Gemäß der Erfindung
soll zweckmäßig der Penetrator nach dem Kaltschmieden einer Glühung bei 800 - 1550°C
unterworfen werden.
[0010] Bei einem Verfahren zur Herstellung des Penetrators aus abgereichertem Uran können
die unterschiedlichen Festigkeitswerte in den verschiedenen Bereichen durch unterschiedliche
partielle Wärmebehandlung in diesen Bereichen erzeugt werden. Hiebei wird bei einer
vorteilhaften Ausführungsform der Penetrator aus einer ungefähr 0,7 % Titan enthaltenden
Uranlegierung hergestellt und im Spitzenbereich bei einer Temperatur von 400 - 600°C,
vorzugsweise 400 - 500°C, im Mittelbereich bei einer Temperatur von 180 - 300°C, vorzugsweise
180 - 220°C, und im Heckbereich bei einer Temperatur von 350 - 450°C, vorzugsweise
350 - 400°C, partiell wärmebehandelt. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird der Penetrator aus einer ungefähr 2 % Molybdän enthaltenden abgereicherten
Uranlegierung hergestellt und im Spitzenbereich bei einer Temperatur von 350 - 400°C,
im Mittelbereich bei einer Temperatur von 520 - 670°C, vorzugsweise 520 - 570°C, und
im Heckbereich bei einer Temperatur von 400 - 550°C, vorzugsweise 400 - 450°C, partiell
wärmebehandelt. Es können sich hiebei auch verlaufende Übergänge zwischen den Bereichen
verschiedener Festigkeiten ergeben. Der Formling aus der betreffenden Uranlegierung
kann hiebei gegossen oder gesintert werden.
[0011] Gemäß der Erfindung kann auch ein Penetrator aus abgereichertem Uran durch Kaltverformung
weiter verfestigt werden. Es kann daher in analoger Weise wie ein Wolframschwermetallpenetrator
ein Uranpenetrator aus einem gemäß der Erfindung zusammengesetzten und wärmebehandelten
Uranrohling kaltgeschmiedet werden, welcher in den Bereichen, welche den Bereichen
größerer Festigkeit des Penetrators entsprechen, einen größeren Querschnitt aufweist
als in den Bereichen, welche den Bereichen geringerer Festigkeit des Penetrators ensprechen.
Bei einem solchen Penetrator aus abgereichertem Uran kann beispielsweise das Kaltschmieden
im Spitzenbereich des Penetrators mit einem Verformungsgrad bis zu 30 % und das Kaltschmieden
im Mittel- und Heckbereich des Penetrators mit einem Verformungsgrad von 2 - 12 %
erfolgen. Zweckmäßig erfolgt hiebei das Kaltschmieden im Spitzenbereich mit einem
Verformungsgrad von 6 - 20 %, im Mittelbereich mit einem Verformungsgrad von 2 - 12
% und im Heckbereich mit einem Verformungsgrad von 4 - 16 %. Bei einem in dieser Weise
behandelten Penetrator aus Uran, insbesondere abgereichertem Uran, können beispielsweise
Festigkeitswerte von 1700 N/mm
2 im Spitzenbereich, von 1450 N/mm2 im Heckbereich und 1200 N/mm2 im Mittelbereich
erzielt werden. Infolge der niedrigen Festigkeitswerte im Mittelbereich ist hier die
Zähigkeit größer.
[0012] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der aus Uran, insbesondere
abgereichertem Uran, bestehende Penetrator nach dem Kaltschmieden unter einer Temperatur
von 300 - 800°C wärmebehandelt. Durch eine solche Wärmebehandlung, welche auch als
Rekristallisationsglühen bezeichnet wird, können verlaufende Übergänge zwischen den
Bereichen verschiedener Festigkeit erreicht werden und es werden auf diese Weise metallurgische
Kerben zwischen diesen Bereichen vermieden.
[0013] In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch erläutert.
[0014] Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Treibkäfiggeschoßes mit Penetrator und Treibkäfig,
wobei der Penetrator im Axialschnitt dargestellt ist. Fig. 2 zeigt ein Diagramm der
Festigkeit und Zähigkeit eines Penetrators über die Länge desselben. Fig. 3 zeigt
ein Beispiel für das Kaltschmieden eines Penetrators mit einem Diagramm des Schmiedegrades
über die Länge des Penetrators. Fig. 4 zeigt einen aus Uranlegierungen hergestellten
Penetrator. Fig. 5 zeigt einen Penetrator mit Vorkern.
[0015] Fig. 1 zeigt ein Treibkäfiggeschoß. Der Penetrator 1 weist eine Spitze 2, ein Heck
3 und einen Mittelteil 4 auf. An das Heck 3 ist eine Leitvorrichtung 5 angeschlossen,
welche von Flügeln aus einem spezifisch leichteren Werkstoff, beispielsweise Aluminium,
gebildet ist und eine Stabilisierung während des Fluges bewirkt. Diese Leitvorrichtung
5 ist beispielsweise in ein Gewinde 8 des Penetrators eingeschraubt. In seinem Mittelteil
4 ist der Penetrator 1 mit einem Schraubengewinde 9 oder Rillen ausgestattet, auf
welches oder welche ein Treibkäfig 6 aufgebracht ist. Dieser Treibkäfig 6 ist im Geschützrohr
geführt und kann Führungsringe 7 aufweisen. Auf die hintere Stirnfläche 6' dieses
Treibkäfigs und auf das Heck 3 des Penetrators wirkt die Treibladung des Geschützes.
Nach dem Verlassen des Rohres löst sich der Treibkäfig 6 vom Penetrator ab und der
Penetrator 1 fliegt allein weiter. Der Penetrator 1 besteht aus Schwermetall, wodurch
seine Auftreffwucht vergrößert wird.
[0016] Fig. 2 zeigt das Festigkeitsdiagramm eines aus Wolframschwermetall oder Uran gebildeten
Penetrators 1. Über die Länge des Penetrators 1 sind auf der linken Ordinate die Werte
für die Festigkeit in N/mm
2 und die Vickershärte HV
30 aufgetragen. Auf der rechten Ordinate ist die Zähigkeit (Bruchdehnungswerte d
5 in %) aufgetragen. Die voll ausgezeichnete Kurve a zeigt die Festigkeit und die Vickershärte
und die strichliert gezeichnete Kurve b zeigt die Bruchdehnung in den verschiedenen
Bereichen der Länge des Penetrators 1. Der Spitzenbereich ist mit c, der Mittelbereich
mit d und der Heckbereich mit e bezeichnet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung
erreicht die Festigkeit an der Spitze 2 einen Wert von 1290 N/mm
2, was einer Vickershärte HV
30 von 400 entspricht. Über den Spitzenbereich c sinkt die Härte von der Spitze 2 ausgehend
ab und erreicht im Mittelbereich d einen Wert von 800 N/mm2, was einer Vickershärte
HV
30 von 250 entspricht. Vom Mittelbereich d ausgehend steigt die Festigkeit im Heckbereich
e wieder an und erreicht am Heck 3 einen Wert von 1095 N/mm
2, was einer Vickershärte HV
30 von 340 entspricht. Die Bruchdehnung (Kurve b) beträgt an der Spitze 2 - 3 % und
steigt im Spitzenbereich c bis zum Mittelbereich d an. Im Mittelbereich d beträgt
die Bruchdehnung 20 %. Vom Mittelbereich d fällt die Bruchdehnung wieder über den
Heckbereich e ab und erreicht am Heck 3 einen Wert von 12 %.
[0017] Fig. 3 zeigt das Kaltschmieden eines Rohlings, beispielsweise aus Wolframschwermetall.
Da der fertige Penetrator 1 über seine Länge gleichen Durchmesser aufweisen soll,
wird von einem Rohling ausgegangen, der in den Bereichen, in welchen ein größerer
Schmiedegrad bzw. Verformungsgrad erreicht werden soll, einen größeren Durchmesser
aufweist als in den Bereichen, in welchen nur ein geringerer Schmiedegrad bzw. Verformungsgrad
erreicht werden soll. Die Linien 10 deuten den Umriß des Rohlings im Spitzenbereich
c, Mittelbereich d und Heckbereich e an, wobei die Durchmesserdifferenzen des Rohlings
der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt sind. Innerhalb der Linien 10 ist
der Penetrator 1 eingezeichnet, dessen Spitze wieder mit 2, dessen Heck mit 3 und
dessen Mittelteil mit 4 bezeichnet ist. Dieser Rohling wird kaltgeschmiedet und die
Kurve f zeigt den Schmiedegrad bzw. Verformungsgrad an. An der Spitze 2 beträgt bei
dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung der Schmiedegrad 12 %. Im Bereich c verringert
sich der Schmiedegrad und im Mittelbereich d beträgt der Schmiedegrad 4 %. Vom Mittelbereich
d ausgehend erhöht sich der Schmiedegrad im Heckbereich e und beträgt am Heck 8 %.
[0018] Fig. 4 zeigt einen Penetrator aus einer Legierung von abgereichertem Uran. Bei einer
0,7 % Titan enthaltenden Uranlegierung erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel die
Wärmebehandlung im Spitzenbereich c bei 450°C, im Mittelbereich d bei 200°C und im
Heckbereich e bei 370°C. Bei einem Penetrator aus einer 2 % Molybdän enthaltenden
Uranlegierung erfolgt beispielsweise die Wärmebehandlung im Spitzenbereich c bei 370°C,
im Mittelbereich d bei 550°C und im Heckbereich e bei 430°C.
[0019] Fig. 5 zeigt einen Penetrator mit Vorkern. 11 ist der Penetrator und 12 ist der Treibkäfig.
An dem Vorderende 3 des Penetrators sind zwei Vorkerne 14 und 15 angeschlossen. Diese
Vorkerne sind gegen eine senkrecht zur Achse des Penetrators 11 stehende Fläche 16
abgestützt. 18 ist eine windschlüpfige Haube aus Aluminium, welche mittels eines Gewindes
19 auf das Vorderende 13 des Penetrators aufgeschraubt ist. Der zweite Vorkern 15
weist einen zentrischen Ansatz 20 auf, welcher von einem Gummiring 21, beispielsweise
einem O-Ring, umgeben ist. Mittels dieses Gummiringes 21 sind die Vorkerne 14 und
15 gegen die Haube 18 abgestützt und auf diese Weise werden die Vorkerne 14 und 15
durch die aufgeschraubte Aluminiumhaube 8 während des Transportes des Geschoßes und
während des Fluges desselben am Penetrator 11 festgehalten. Die Abstützfläche 16 des
Penetrators 11 und die Abstützfläche 17 des ersten Vorkernes 14 weisen einen vorstehenden
Randwulst 22 bzw. 23 auf, so daß der Vorkern 14 gegenüber dem Vorderende 13 des Penetrators
und der zweite Vorkern 15 gegenüber dem ersten Vorkern 14 zentriert ist.
1. Im wesentlichen aus Schwermetall, wie beispielsweise Wolframschwermetall oder Uran,
insbesondere abgereichertem Uran, bestehender Penetrator (1, 11) für ein Treibkäfiggeschoß,
welches einen den Penetrator (1, 11) umgebenden, einen größeren Durchmesser als dieser
aufweisenden Treibkäfig (6, 12) aufweist, wobei der Penetrator (1, 11) von seinem
Spitzenbereich (c) bis zu seinem Heckbereich (e) im wesentlichen einteilig ausgebildet
ist und gegebenenfalls an den Heckbereich des Penetrators eine Leitvorrichtung (5)
angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Penetrator (1, 11) in einem Mittelbereich
(d) seiner Länge eine geringere Festigkeit und eine größere Zähigkeit aufweist als
in seinem Spitzenbereich (c) und daß er in seinem Heckbereich (e) eine größere Festigkeit
und geringere Zähigkeit als in seinem Mittelbereich (d) und eine geringere Festigkeit
und eine größere Zähigkeit als in seinem Spitzenbereich (c) aufweist.
2. Penetrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeitswerte von
der Spitze (2) zum Mittelbereich (d) verlaufend abnehmen.
3. Penetrator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeitswerte
vom Mittelbereich (d) zum Heck (3) verlaufend zunehmen.
4. Penetrator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er in seinem
Spitzenbereich (c) Festigkeitswerte bis zu 1100 - 2000 N/mm2 aufweist und die Festigkeitswerte
in seinem Mittelbereich (d) bis zu 900 - 600 N/mm2 abnehmen.
5. Penetrator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeitswerte
vom Mittelbereich (d) zum Heck (3) bis zu 1300 N/mm2 zunehmen.
6. Penetrator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den
Spitzenbereich (c) des Penetrators (11) wenigstens ein Vorkern (14, 15) angeschlossen
ist.
7. Penetrator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkern (14, 15) aus
dem gleichen Material besteht wie der Spitzenbereich (c) des Penetrators (11).
8. Penetrator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkern (14,
15) wenigstens die gleiche Härte aufweist wie der Spitzenbereich (c) des Penetrators
(11) .
9. Penetrator nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkern (14,
15) am Vorderende (13) des Penetrators (11) entgegen der Beschleunigungskraft abgestützt
und an diesem lediglich unverlierbar festgelegt ist.
10. Penetrator nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkern
(14, 15) durch eine am Vorderende (13) des Penetrators (11) befestigte windschlüpfige
Haube (18) abgedeckt ist.
11. Penetrator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die windschlüpfige Haube
(18) aus Aluminium besteht.
12. Penetrator nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
windschlüpfige Haube (18) auf das Vorderende (13) des Penetrators (11) aufgeschraubt
ist und daß der Vorkern (15) unter Zwischenschaltung eines Gummiringes (21) an der
Haube (18) abgestützt ist.
13. Penetrator nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an das
Vorderende (13) des Penetrators (11) wenigstens zwei Vorkerne (14, 15) angeschlossen
sind, wobei der vordere Vorkern (15) einen kleineren Durchmesser als der hintere Vorkern
(14) und der hintere Vorkern (14) einen kleineren Durchmesser als die Stirnfläche
(16) des Penetrators (11) aufweist, daß der hintere Vorkern (14) durch einen Randwulst
(22) an der Stirnfläche (16) des Penetrators (11) und der vordere Vorkern (15) durch
einen Randwulst (23) an der Stirnfläche (17) des hinteren Vorkernes (14) zentriert
ist und daß der vordere Vorkern (15) unter Zwischenschaltung eines Gummiringes (21)
gegen die windschlüpfige Haube (18) abgestützt ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Penetrators nach einem der Ansprüche 1 bis 13
aus Wolframschwermetall, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem pulverförmigen Gemisch
von Wolframschwermetall und Zugabemetallen wie Eisen, Nickel, Mangan, Kupfer, Kobalt
und Molybdän, Mangan-Eisen-Legierung, einzeln oder zu mehreren, gesintert wird, wobei
der Anteil der Zusatzmetalle in denjenigen Bereichen der Sinterform, welche den Bereichen
geringerer Festigkeit des Penetrators entsprechen, erhöht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmetalle Mikrolegierungen
der Elemente Kobalt und Molybdän, einzeln oder zu mehreren, in einer Menge von 0,00001
- 1 % umfassen.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch 90
- 99 % Wolframschwermetall, Rest Zusatzmetalle, aufweist.
17. Verfahren zur Herstellung eines Penetrators nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Penetrator kaltgeschmiedet wird, und zwar in den Bereichen
größerer Festigkeit und geringerer Zähigkeit mit einem größeren Verformungsgrad als
in den Bereichen größerer Zähigkeit und geringerer Festigkeit.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Rohling kalt
geschmiedet wird, welcher in den Bereichen, welche den Bereichen größerer Festigkeit
des Penetrators entsprechen, einen größeren Querschnitt aufweist als in den Bereichen,
welche den Bereichen geringerer Festigkeit des Penetrators entsprechen.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18 zur Herstellung eines Penetrators aus Wolframschwermetall,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltschmieden im Spitzenbereich des Penetrators mit
einem Verformungsgrad bis zum 30 % und das Kaltschmieden im Mittel- und Heckbereich
des Penetrators mit einem Verformungsgrad von 0 - 20 % erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltschmieden
im Spitzenbereich des Penetrators mit einem Verformungsgrad von 6 - 20 %, im Mittelbereich
mit einem Verformungsgrad von 2 - 12 % und im Heckbereich mit einem Verformungsgrad
von 4 - 16 % erfolgt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein
über seine Länge homogener Rohling aus einer homogenen Legierung von 90 - 99 % Wolframschwermetall,
Rest Eisen, Nickel, Kupfer, Mangan, Kobalt, Molybdän, einzeln oder zu mehreren, verwendet
wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein
gemäß Anspruch 14, 15 oder 16 gesinterter Rohling verwendet wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der
Penetrator nach dem Kaltschmieden einer Glühung bei 800 - 1550°C unterworfen wird.
24. Verfahren zur Herstellung eines Penetrators nach einem der Ansprüche 1 bis 13
aus abgereichertem Uran, dadurch gekennzeichnet, daß er in den Bereichen unterschiedlicher
Festigkeit einer unterschiedlichen partiellen Wärmebehandlung unterworfen wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Penetrator aus einer
ungefähr 0,7 % Titan enthaltenden Uranlegierung hergestellt und im Spitzenbereich
bei einer Temperatur von 400 - 600°C, im Mittelbereich bei einer Temperatur von 180
- 300°C und im Heckbereich bei einer Temperatur von 350 - 450°C partiell wärmebehandelt
wird.
26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Penetrator aus einer
ungefähr 0,7 % Titan enthaltenden Uranlegierung hergestellt und im Spitzenbereich
bei einer Temperatur von 400 - 500°C, im Mittelbereich bei einer Temperatur von 180
- 220°C und im Heckbereich bei einer Temperatur von 350 - 400°C partiell wärmebehandelt
wird.
27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Penetrator aus einer
ungefähr 2 % Molybdän enthaltenden abgereicherten Uranlegierung hergestellt und im
Spitzenbereich bei einer Temperatur von 350 - 400°C, im Mittelbereich bei einer Temperatur
von 520 - 670°C und im Heckbereich bei einer Temperatur von 400 - 550°C partiell wärmebehandelt
wird.
28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Penetrator aus einer
ungefähr 2 % Molybdän enthaltenden abgereicherten Uranlegierung hergestellt und im
Spitzenbereich bei einer Temperatur von 350 - 400°C, im Mittelbereich bei einer Temperatur
von 520 - 570°C und im Heckbereich bei einer Temperatur von 400 - 450°C partiell wärmebehandelt
wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 17, 18 und 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kaltschmieden im Spitzenbereich des Penetrators mit einem Verformungsgrad
bis zu 30 % und das Kaltschmieden im Mittel- und Heckbereich des Penetrators mit einem
Verformungsgrad von 2 - 12 % erfolgt.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 17, 18 und 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet,
daß des Kaltschmieden im Spitzenbereich des Penetrators mit einem Verformungsgrad
von 6 - 20 %, im Mittelbereich mit einem Verformungsgrad von 2 - 12 % und im Heckbereich
mit einem Verformungsgrad von 4 - 16 % erfolgt.
31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Penetrator
nach dem Kaltschmieden unter einer Temperatur von 300 - 800°C wärmebehandelt wird.