WERKZEUG UND VERFAHREN ZUM FERTIGEN EINES PROJEKTILS SOWIE PROJEKTIL

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Projektil mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm für Munition, insbesondere Deformationsgeschoss, Teilzerlegungsgeschoss, Teil- oder Vollmantelgeschoss, Hartkerngeschoss oder Leuchtspurgeschoss, wobei das Projektil aus einem Intermediat mit einem Rohrabschnitt im Wesentlichen konstanter Wandstärke, der wenigstens 50% der Längserstreckung des Intermediats ausmacht, mittels Kaltumformen, insbesondere Fließpressen, hergestellt ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zum Fertigen bzw. Herstellen eines Projektils mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm, insbesondere eines Deformationsgeschosses, Teilzerlegungsgeschosses, Teil- oder Vollmantelgeschosses, Hartkerngeschosses oder eines Leuchtspurgeschosses. Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Projektil mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm, insbesondere ein Deformationsgeschoss, Teilzerlegungsgeschoss, Teil- oder Vollmantelgeschoss, Hartkerngeschoss oder ein Leuchtspurgeschoss, bereit.

[0002] Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 011 359 A1 der Anmelderin ist es bekannt, ein Projektil mit Hilfe eines sogenannten Intermediats oder Zwischenprodukts tiefziehend herzustellen, wobei das Tiefziehen unter Einsatz einer Stempel-Matrizen-Anordnung angewendet wird. Gemäß DE 10 2017 011 359 A1 weist die im späteren Umformverfahren des Intermediats zur Ogive umzuformende Wandung mehrere sich in Axialrichtung des Intermediats erstreckende Schlitze auf, die eine entsprechende Anzahl von in Umfangsrichtung durch die Schlitze getrennte Zinken oder Wandungsabschnitte bilden. Bei dem Intermediat und auch dem daraus hergestellten Projektil wird erst bei der Umformung der geschlitzten Wandung in einen Ogivenabschnitt der ogivenseitige Hohlraum mittels Aneinanderpressen der strukturell getrennten Zinken zumindest teilweise in Umfangsrichtung geschlossen. Zur Herstellung des Intermediats wird ein dornförmiger Stempel mit einer Klinge entsprechend eines Schlitzschraubenziehers eingesetzt, der in einen in einer zylindrischen Matrize eingesetzten Rohling aus Vollmaterial eingepresst wird.

[0003] Das Intermediat und das Projektil gemäß DE 10 2017 011 359 A1 haben sich grundsätzlich bewährt, da eine ausgesprochen einfach zu realisierende, aber gleichmäßige Deformation des Rohlings erzielbar ist, sodass ein präzises und bezüglich der Deformationseigenschaft in der Wundballistik insbesondere für einen bestimmten Einsatzbereich optimiertes Projektil bereitgestellt werden kann. Das auf diese Weise kaltumgeformte Intermediat/Projektil hat sich vor allem im Hinblick auf das gewünschte Teilzerlegungs-Deformationsverhalten in der Wundballistik insbesondere für einen oft begrenzten Geschwindigkeitsbereich als vorteilhaft erwiesen. Allerdings hat sich herausgestellt, dass die Intermediate und Projektile sich für andere Geschosstypen als Deformationsgeschosse nur bedingt eignen. Ferner wurde herausgefunden, dass die Dorn-Werkzeuge sehr stark belastet werden und insbesondere für eine Massenproduktion verbesserungsfähig sind.

[0004] Die starke und/oder ungünstige Belastung der Dornwerkzeuge kommt insbesondere aufgrund der ungenauen Zentrierung der Werkzeuge und der erhöhten Umformarbeit zustande. Durch die ungenaue Zentrierung können im Dorn nicht nur Druckspannungen, sondern auch Biegemomente entstehen, welche schlussendlich zu Zugspannungen führen können. Da insbesondere Dornwerkzeuge aus Hartmetall oder gehärtetem Stahl gefertigt werden, können auch kleine Zugspannungen zu einem Gewaltbruch des Dorns führen, da diese Materialien bei Zugspannungen sehr Gewaltbruchanfällig sind.

[0005] Aus fertigungstechnischen Gründen, insbesondere aufgrund der Intermediat-Stempelkombination, ist das Intermediat und das Projektil gemäß DE 10 2017 011 359 A1 konstruktiv hinsichtlich des Längen- Durchmesserverhältnisses des Hohlraums begrenzt. Der ogivenseitige Hohlraum darf dabei nur in etwa so tief sein wie der Durchmesser des Hohlraums. Dies bedeutet, dass ein tiefer Hohlraum zu einem dünnwandigen Ogivenabschnitt führt. Ein dickwandiger Ogivenabschnitt kann also nur eine minimale Holraumtiefe aufweisen. Aufgrund dieser konstruktiven Zwangsbedingungen wird das Projektil so ausgestaltet, dass es nur für ein begrenztes Geschwindigkeitsspektrum geeignet ist und nur in einem begrenzten Geschwindigkeitsband wie gewünscht deformiert. Es kann sogar sein, dass eine bestimmte Geschwindigkeit zu einer ungleichmäßigen Deformation des Projektils in der Wundballistik führt und dies im Extremfall zu einer ungewollten und willkürlichen Zerlegung des Projektils führt, wobei das Projektil im Endeffekt nicht mehr als massestabiles Deformationsgeschoss gilt.

[0006] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem bekannten Stand der Technik zu verbessern, insbesondere ein Verfahren und ein Werkzeug zum Herstellen eines Projektils sowie ein derartiges Projektil bereitzustellen, das einfacher herzustellen ist.

[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

[0008] Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Projektil mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm für Munition bereitgestellt. Das Projektil kann ein Deformationsgeschoss, ein Teilzerlegungsgeschoss, ein Teil- oder Vollmantelgeschoss, ein Hartkerngeschoss oder ein Leuchtspurgeschoss sein. Das Kaliber wird im Allgemeinen als Maß für den Außendurchmesser von Projektilen bzw. Geschossen und den Innendurchmesser eines Schusswaffenlaufs bezeichnet.

[0009] Bei Teilmantelgeschossen oder Teilzerlegungsgeschossen ist der Kern geschossbugseitig nicht von Mantelmaterial umschlossen und liegt frei. Beim Auftreffen auf ein Ziel deformiert sich die Geschossfront durch den hohen Druck beim Aufschlag und beim Durchdringen des Ziels. Beispielsweise kann sich das Projektil pilzförmig deformieren (Aufpilzen) oder sich wenigstens teilweise deformieren. Das Projektil kann dadurch seine Energie wesentlich effektiver an das Zielmedium abgeben als ein Vollmantelgeschoss, bei dem der Mantel den Kern vollständig umgibt, hat aber eine geringere Durchschlagsleistung. Derartige Geschosse werden insbesondere als Jagdgeschosse verwendet, da diese bei waidgerechtem Schuss durch die effektive Energieabgabe im Wildkörper zuverlässiger zum schnelleren Tod des beschossenen Wildes führen als Vollmantelgeschosse. Teilzerlegungsgeschosse sind in der Regel so konstruiert, dass Sie sich bis auf einen definierten Restkörper kontrolliert zerlegen. Die Sogwirkung des Restkörpers sorgt dafür, dass die Fragmente des vorderen, zerlegten Kernteils das Ziel größtenteils verlassen. Deformationsgeschosse pilzen mit dem Auftreffen auf das Ziel auf und bleiben dabei massestabil. In der Regel sind Deformationsgeschosse so konzipiert, dass sie kaum Gewicht im Ziel verlieren. Die Wirkung wird in erster Linie durch die Querschnittsvergrößerung des sich gleichmäßig aufpilzenden Projektils und des gleichbleibenden Gewichts erzielt.

[0010] Hartkerngeschosse werden auch als Penetratoren oder AP-Geschosse (Armour Piercing) bezeichnet und eigenen sich für den militärischen Einsatz gegen gepanzerte Ziele, beispielsweise gepanzerte Fahrzeuge oder Schutzwesten. Hartkerngeschosse bestehen in der Regel aus einem Geschossmantel und einem darin eingeschobenen und/oder eingebetteten harten Kern. Der harte Kern besteht meist aus reinem Wolfram, Wolframcarbid oder gehärteten Stahl mit einer Härte, welche größer als 550 HV ist. Wolfram und Wolframcarbid eignen sich aus zweierlei Hinsicht hervorragend für Penetrationsmunition. Aufgrund der hohen spezifischen Dichte besitzt der Wolframkern oder Wolframcarbidkern eine große kinetische Energie, welche penetrationsförderlich ist. Ferner ist das Material sehr hart, wodurch der abrasive Penetrationsvorgang den Kern selbst weniger schädigt. Aufgrund der Kernhärte ist der Laufverschleiß deutlich erhöht. Deshalb ist das der Kern des Projektils oft zweiteilig aufgebaut. Die vordere Partie besteht aus hartem Material und die hintere Partie ist aus weicherem Material aufgebaut, um das Führungsband des Proj ektils möglichst Laufschonend auszugestalten. Ein weiteres Hartkerngeschoss Aufbauprinzip ist nur zweiteilig, wobei ein Hartkern in einen dickwandigen Geschossschuh hineingesetzt wird. Der Geschossschuh ist aus weichem Material aufgebaut, wodurch der laufschonende Aspekt nur aufgrund des Geschossschuhs zu Tragen kommt.

[0011] Vollgeschosse werden auch Solidgeschosse oder monolithische Geschosse genannt und sind insbesondere aus einem Material hergestellt. Das Geschossmaterial ist meist ein weiches, duktiles Material, bevorzugt Metall mit einer Dichte von mehr als 5 g/cm³ Kupfer, Tombak, Messing oder auch reines Blei kommen als Vollgeschossmaterial in Frage. Der Verwendungszweck von Vollgeschossen ist häufig bei Spezialanwendungen zu finden. Beispielsweise um Ziele hinter Glasscheiben treffen zu können. Die Projektilnase wird dabei dahingehend abgeplattet, dass ein Penetrieren der Glasscheibe nicht zu einer Abänderung der Trajektorie führt. Produktionstechnisch können Vollgeschosse massivumgeformt oder spanabhebend hergestellt werden. Dadurch ist dieser Aufbau für Kleinserien und Großserien geeignet.

[0012] Vollmantelgeschosse weisen in der Regel einen Geschossmantel aus verformbarem Material, wie beispielsweise Tombak, und einen darin angeordneten, , Geschosskern auf, welcher separat zu dem Geschossmantel hergestellt ist. Der Geschosskern besteht meist aus einem weicheren Material verglichen mit dem verformbaren Material des Mantels. Der Kern stellt den Hauptgewichtsanteil des Projektils dar und wird bevorzugt aus einem Material mit hoher Dichte gefertigt. Beim Vollmantelgeschoss überträgt der Mantel den vom Lauf übertragenen Drall auf den Kern. Durch den Mantel kann ein reibungsarmes Durchpressen durch den Schusswaffenlauf sichergestellt werden. Der Mantel hat ferner die Aufgabe, den meist aus weichem Material bestehenden Kern vor den erheblichen Kräften, die beim Abschuss und beim Projektilflug entstehen, zu schützen. Durch den vollumfänglichen frontseitigen Umschluss des Kerns mit dem Mantel wird ein Öffnen des Projektils im wundballistischen Medium verhindert und eine gewisse Penetrationsfähigkeit auf harte Ziele gewährleistet. Die Präzision des Projektils, wie auch die Aerodynamik sind beim Vollmantelgeschoss durch die frontseitige Umschließung des Kerns, im Vergleich zum Teilmantelgeschoss, reduziert. Beim Teilmantelgeschoss ist der Geschosskern nicht vollständig von einem Mantelmaterial umhüllt, sondern im Bereich der Geschossfront freiliegend, was nach dem Eindringen in ein Ziel zu einer gewünschten Deformierung des Projektils führt.

[0013] Leuchtspurgeschosse oder Tracergeschosse werden i.d.R. ausschließlich für militärische Zwecke verwendet, da diese zur Zielmarkierung eines zu beschießenden Ziels oder auch einer zu beschießenden Richtung im Übung- oder Kriegsgebiet verwendet werden. Der grundsätzliche Aufbau eines Leuchtspurgeschosses entspricht dem eines Vollmantelgeschosses. Im Gegensatz zum Vollmantelgeschosse wird im Heck ein pyrotechnischer Satz eingepresst. Dieser Satz brennt während dem Projektilflug, angezündet durch das heiße Treibladungspulver beim Abschuss, ab. Dieser Abbrand dient der Visualisierung des Projektilfluges.

[0014] Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Projektil aus einem Intermediat mit einem Rohrabschnitt im Wesentlichen konstanter Wandstärke, der wenigstens 50% der Längserstreckung des Intermediats ausmacht, mittels Kaltumformen, insbesondere Fließpressen, hergestellt. Der Rohrabschnitt kann auch wenigstens 60%, wenigstens 70%, wenigstens 80% oder wenigstens 90% des Intermediats ausmachen. Beispielsweise ist das Intermediat rohrförmig ausgebildet, insbesondere besteht es aus dem Intermediat. Es zeigte sich, dass mit einem derartigen Intermediat mit einem Rohrabschnitt signifikanter Länge rein durch einen Kaltumformprozess auf herstellungstechnisch einfache Art und Weise eine besonders präzise Herstellung von Projektilen unter Einsatz wesentlich filigranerer Werkzeuge möglich ist, wobei ein wesentlich geringerer Arbeitsdruck für den Umformprozess benutzt werden kann, wodurch die Möglichkeit der Massenfertigung verbessert ist. Zudem sind die Fertigungstoleranzen deutlich verbessert. Als besondere Vorteile stellten sich heraus, dass der Ausgangs-Außendurchmesser des Intermediats im Wesentlichen dem Kaliber des zu fertigenden Projektils entspricht, sodass das Metallmaterial im Bereich des Außendurchmessers, insbesondere oberflächennah, kaum verfestigt oder deformiert ist am fertigen Projektil. Dadurch lässt sich eine deutlich homogenere Metallstruktur erreichen, welche sich positiv auf die Präzision und/oder eine gewünschte Deformation im Falle eines Deformationsgeschosses auswirkt. Der Rohrabschnitt ermöglicht es ferner, dass mit sehr filigranen Werkzeugen sehr tief in das Intermediat eingedrungen werden kann, wobei im Vergleich zum Vollkörper sehr hohe Standzeiten erreicht werden können, da die Werkzeuge aufgrund der Rohrform des Intermediats wenig in Mitleidenschaft gezogen werden, insbesondere im Gegensatz zu einem Vollmaterial-Intermediat, wie es bislang üblich ist.

[0015] Der Rohrabschnitt zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Außendurchmesser sich an dem zulässigen Zug-Maß nach CIP, SAAMI oder nach STANAG orientiert. Das Zug-Maß definiert im Bereich von -0,15 mm bis +0,05 mm den Intermediats-Außendurchmesser.

[0016] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Projektil mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm bereitgestellt.

[0017] Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Projektil aus einem Intermediat mit einem Rohrabschnitt im Wesentlichen konstanter Wandstärke, der wenigstens 50% der Längserstreckung des Intermediats ausmacht, insbesondere mittels Kaltumformen, insbesondere Fließpressen, hergestellt. Der Rohrabschnitt kann auch wenigstens 60%, wenigstens 70%, wenigstens 80% oder wenigstens 90% des Intermediats ausmachen. Beispielsweise ist das Intermediat rohrförmig ausgebildet, insbesondere besteht es aus dem Intermediat.

[0018] Ferner beträgt gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Rohrinnendurchmesser des Intermediats höchstens 50% eines Rohraußendurchmessers des Intermediats. Als Referenz für den Rohrinnendurchmesser dient der Rohraußendurchmesser, da dieser so gewählt sein kann, dass er bereits dem Kaliber des zu fertigenden Projektils im Wesentlichen entspricht, sodass keine weiteren Umformungen mehr notwendig sind, um die gewünschte Dimensionierung zu erhalten. Dadurch können Arbeitsschritte und damit Materialspannungen erzeugende und Härtezunahmen bewirkende Umformschritte eingespart werden. Gemäß diesem erfindungsgemäßen Aspekt ist die dicke Wandstärke des Rohrabschnitts entscheidend, da der Rohrabschnitt so recht massiv und widerstandsfähig gegen die auftretenden Presskräfte ist.

[0019] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Projektil mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm bereitgestellt.

[0020] Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Projektil aus einem Intermediat mit einem Rohrabschnitt im Wesentlichen konstanter Wandstärke, der wenigstens 50% der Längserstreckung des Intermediats ausmacht, insbesondere mittels Kaltumformen, insbesondere Fließpressen, hergestellt. Der Rohrabschnitt kann auch wenigstens 60%, wenigstens 70%, wenigstens 80% oder wenigstens 90% des Intermediats ausmachen. Beispielsweise ist das Intermediat rohrförmig ausgebildet, insbesondere besteht es aus dem Intermediat.

[0021] Ferner ist gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Innenquerschnitt des Intermediats punktsymmetrisch, weicht von einer Kreisform ab und ist in Längserstreckungsrichtung konstant. Der Innenquerschnitt des Intermediats kann somit jegliche regelmäßige oder irregelmäßige punktsymmetrische Form aufweisen. Die Rohraußenfläche bildet eine Zylindermantelfläche. Insofern lässt sich auf einfache Weise unter sonstiger Beibehaltung der Projektilgeometrie, des insbesondere umformenden Herstellungsverfahrens und der äußeren Form des Projektils beliebig und flexibel die Projektilinnengeometrie durch entsprechende Ausbildung des Rohrinnenquerschnitts realisieren. Insbesondere lassen sich beliebige Innengeometrien mit unterschiedlichen Deformationseigenschaften auf einfache Weise herstellen.

[0022] Ein wesentlicher Vorteil der Tatsache, dass die definierte Innenkontur des Intermediats auch nach der Umformung, insbesondere Kaltumformung des Intermediats zum Projektil erhalten bleibt, besteht darin, dass weitere Kostenreduzierungspotenziale sich ergeben, da auf einfache, zum Beispiel rein kegelförmige Stempel, zurückgegriffen werden kann. Die Einkerbung des Geschossholraumes kann entweder mit einem segmentierten Dorn in ein rundrohrförmiges Intermediat oder mit einer definierten Innenkontur und einem kegelförmigen Stempel geschehen.

[0023] Definierte Innenkonturen des rohrförmigen Intermediats können beispielsweise sternförmig sein, wie ein nicht konvexes regelmäßiges Polygon und beispielsweise 10 bis 100 gleich lange Kanten aufweisen. Das aus dem sternförmigen Intermediat gefertigte Projektil weist ein schnelles Ansprechverhalten bei niedrigen Aufprallgeschwindigkeiten auf, dies aufgrund der starken Kerbwirkung. Eine andere definierte Innenkontur ist ein Polygon, auch Vieleck genannt, welches einen geschlossenen Streckenzug umfasst und insbesondere dessen 5 bis 50 Kanten alle gleich lang sind. Das vorher beschriebene innenvielkantige Intermediat führt zu einem Projektil, welches sich bei erhöhten Aufprallgeschwindigkeiten deformiert, da die Kerbwirkung verglichen mit dem Sternförmigen Intermediat schwächer ist. Eine nochmals geringere Kerbwirkung weist ein Projektil auf, welches aus einem Intermediat gefertigt wurde, welches eine Innensechsrundform als definierte Innenkontur aufweist, diese Form wird auch polylobulär genannt und bestehen aus 3 bis 40 gleichlangen zusammengeschlossenen Kreiselementen. Weitere Möglichkeiten zum Steuern der Ansprechempfindlichkeit wie auch der Zerlegungsanfälligkeit sind durch rohrförmige Intermediate mit V-förmigen Einkerbungen denkbar. Hierbei kann die Kerbtiefe, der Kerbwinkel und/oder die Kerbanzahl variieren und den ballistischen Anforderungen angepasst werden. Da es sich beim erfindungsgemäßen Intermediat um eine Extrusionsprofil handelt, sind auch filigrane Konstruktionen mit 5 bis 10 tiefen Nuten oder 5 bis 20 Rippen denkbar.

[0024] Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Projektils entspricht ein Außendurchmesser des Intermediats im Wesentlichen dem Kaliber des Projektils. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die Außendimensionierung des Intermediats bereits so gewählt ist, dass das Intermediat bereits die Außendimension des zu fertigenden Projektils aufweist. Insofern lässt sich das dimensionssensible Kaliber des Projektils auf einfacher und präziser herzustellende Art und Weise bereits bei der Rohling- beziehungsweise Intermediatfertigung einstellen, ohne dass bei der darauffolgenden insbesondere kaltumformenden Fertigung der Projektilform die Außenhaut des Intermediats verändert werden muss. Es hat sich herausgestellt, dass es herstellungstechnisch deutlich einfacher ist, den Außendurchmesser bereits voreinzustellen und nicht erst bei der deutlich komplexeren Projektilfertigung beziehungsweise -formung.

[0025] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Projektil mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm bereitgestellt.

[0026] Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Projektil aus einem Intermediat mit einem Rohrabschnitt im Wesentlichen konstanter Wandstärke hergestellt. Der Rohrabschnitt kann wenigstens 50%, insbesondere wenigstens 60%, wenigstens 70%, wenigstens 80% oder wenigstens 90%, der Längserstreckung des Intermediats ausmachen. Beispielsweise ist das Intermediat rohrförmig ausgebildet, insbesondere besteht es aus dem Intermediat.

[0027] Der Rohrabschnitt weist einen einen zentralen Hohlraum umgebenden Geschossmantel auf, der eine sich insbesondere ogivenartig verjüngende Geschossfront und ein daran anschließendes Geschossheck mit einem massiven Heckbereich aufweist, der in einen Geschossboden mündet. Insbesondere ist der Rohrabschnitt, d.h. der Geschossmantel mit Geschossheck, Geschossfront und Geschossboden, aus einem Stück hergestellt.

[0028] Gemäß diesem erfindungsgemäßen Aspekt entspricht eine gemittelte Härte am Geschossboden wenigstens 103 %, insbesondere wenigstens 105 %, derjenigen gemittelten Härte, wenn das Projektil aus einem massiven Intermediat hergestellt wäre, und/oder eine gemittelte Härte im Bereich eines den Hohlraum umgebenden Mantelbereichs des Geschosshecks höchstens 90 %, insbesondere höchstens 85 % oder höchstens 80 %, derjenigen gemittelten Härte entspricht, wenn das Projektil aus einem massiven Intermediat hergestellt wäre. Als gemittelte Härte ist ein Durchschnittswert der einzelnen Härtewerte an den entsprechenden Stellen bzw. Abschnitten zu verstehen und soll die Tendenz angeben, wobei es sein kann, dass die beschriebenen Verhältnisse auf einzelne Werte nicht zutreffen. Beispielsweise können die Härtewerte mittels der Härteprüfung nach Vickers (HV) ermittelt werden. Die Erfinder haben individuelle Charakteristika im Härteverlauf festgestellt, um ein erfindungsgemäß hergestelltes Projektil von bislang bekannten Projektilen zu unterscheiden, die zahlreiche Vorteile der vorliegenden Erfindung erkennen lassen. Der weichere Bereich im Geschossheck hat einen positiven Einfluss auf die Lauflebensdauer der Schusswaffe und eine längere Werkzeuglebensadauer zur Folge. Für lange Standzeiten der Werkzeuge ist insbesondere ein weicher Zwischenbereich des Projektils relevant. Je weicher der Zwischenbereich des schlussendlichen Projektils aufgrund der vorhergegangenen Operationen bleibt, desto weniger Umformarbeit mussten die Werkzeuge bei den Operationen leisten. Daraus resultiert eine längere Werkzeuglebensdauer.

[0029] In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den Härtewerten um oberflächennahe Werte. Beispielsweise können diese wenige Millimeter unterhalb der Außenoberfläche des Projektils gemessen sein.

[0030] In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung weist der den Hohlraum umgebende Mantelbereich des Geschosshecks ein einen maximalen Außendurchmesser des Projektils definierendes Führungsband zum Eingreifen in ein Zug-Feld-Profil eines Schusswaffenlaufs auf. Ein weiches Führungsband verstärkt insbesondere die geschilderten Vorteile bzgl. Lauflebensdauer der Schusswaffe und eine Werkzeuglebensdauer. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist eine gemittelte Härte des Führungsbands über dessen gesamte radiale Tiefe, insbesondere bis zum Hohlraum, weicher, insbesondere wenigstens 10 %, wenigstens 15 % oder wenigstens 20 %, weicher ist als diejenige gemittelte Härte, wenn das Projektil aus einem massiven Intermediat hergestellt wäre.

[0031] In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das Geschossheck in der axialen Projektion des Hohlraums, d.h. heckseitig des Hohlraums, einen sich in Projektillängsrichtung insbesondere bis zum Geschossboden erstreckenden verfestigten Kernbereich mit höherer gemittelter Härte als an den Kernbereich angrenzende Geschossheckbereiche auf, dessen gemittelte Härte wenigstens 140 %, insbesondere wenigstens 150 % oder wenigstens 160%, derjenigen gemittelten Härte entspricht, wenn das Projektil aus einem massiven Intermediat hergestellt wäre.

[0032] In einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung, die mit sämtlichen vorangegangenen Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist das Material des Projektils und/oder des Intermediats Kupfer, Aluminium, Eisen, wie Weicheisen, Silber, Titan, Wolfram, Zinn, Zink, Magnesium, Blei, Cadmium oder Legierungen davon.

[0033] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Werkzeug zum Pressen eines in einer insbesondere zylindrischen Matrize eingesetzten Intermediats, das einen Rohrabschnitt mit einem Hohlraum mit im Wesentlichen konstantem Durchmesser aufweist, um ein insbesondere gemäß einem der zuvor beschriebenen Aspekte oder beispielhaften Ausführungen ausgebildetes Projektil mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm zu fertigen.

[0034] Das Werkzeug kann grundsätzlich aus einem starren, insbesondere in-elastischen, Material hergestellt sein und beispielsweise aus einem Stück bestehen.

[0035] Das Werkzeug umfasst einen Halteabschnitt, an dem eine Bedienperson oder eine Maschine das Werkzeug halten und bedienen kann. Des Weiteren weist das Werkzeug einen sich in Richtung weg von dem Halteabschnitt verjüngenden Formgebungsabschnitt mit einer Spitze, einem an die Spitze anschließenden länglichen, wenigstens abschnittsweise gekrümmten, insbesondere konkav geformten, oder kegelförmigen Führungsteil zum Führen des Werkzeugs innerhalb des Hohlraums des Intermediats und einem daran vorsprungsfrei anschließenden wenigstens abschnittsweise gekrümmten, insbesondere konkav geformten, oder kegelförmigen Pressteil unterschiedlicher Neigung als das Führungsteil zur Werkzeuglängsachse auf. Das benachbart der Spitze angeordnete Führungsteil des Formgebungsabschnitts dient dazu, das Werkzeug innerhalb des Hohlraums des Intermediats zu führen. Die Führung des Werkzeugs innerhalb des Hohlraums des Intermediats hat mehrere Vorteile. Zum einen geht eine Art Selbstzentrierung einher, was eine besonders hohe Präzision zur Folge hat. Zum anderen wird durch die ausgerichtete Werkzeugbewegung in Richtung der Längsachse des Hohlraums zuverlässig sichergestellt, dass ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung, nämlich geringere Presskräfte und filigranere Werkzeuge anwenden zu können, erhalten bleibt.

[0036] Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist die Neigung der Außenfläche des Pressteils in Bezug auf die Werkzeuglängsachse größer als die Neigung der Außenfläche des Führungsteils in Bezug auf die Werkzeuglängsachse. Insbesondere dadurch ist ein besonders filigranes Werkzeug herzustellen, bei dem das Führungsteil dünn und sehr länglich ausgebildet ist, sodass tief in den Hohlraum des Intermediats hineingegriffen werden kann. Mittels des erfindungsgemäßen Werkzeugs, dass es eine Vielzahl an Pressvorgängen, insbesondere wenigstens 100, 300, 500, 700 oder wenigstens 1000, Pressvorgänge standhält.

[0037] Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist eine axiale Länge des Führungsteils derart auf eine Innenabmessung des Intermediats abgestimmt, dass das Werkzeug am Übergang vom Führungsteil in das Pressteil eine Außenabmessung von bis zum 1,4-fachen des Durchmessers des Hohlraums aufweist. Bei dieser geometrischen Aufeinanderabstimmung ist eine besonders gute Führung des Werkzeugs innerhalb des Hohlraums des Intermediats gegeben.

[0038] Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Werkzeugs beträgt eine axiale Länge des Führungsteils und/oder des Pressteils wenigstens 80% eines maximalen Radialabstandes des Hohlraums. Insbesondere die axiale Länge des Führungsteils kann wenigstens genauso groß, wenigstens 1,5-mal so groß oder sogar wenigstens doppelt so groß sein wie der maximale Radialabstand des Hohlraums des Intermediats.

[0039] Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist dessen Querschnitt insbesondere im Bereich des Führungsteils und/oder des Pressteils punktsymmetrisch ausgebildet und weicht von einer Kreisform ab. Mit anderen Worten kommen für den Außenquerschnitt des Führungsteils und/oder des Pressteils beliebige reguläre oder irreguläre punktsymmetrische Formen in Betracht, die in Abhängigkeit der gewünschten Innengeometrie des zu fertigenden Projektils gewählt werden können.

[0040] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verfahren zum Fertigen eines insbesondere gemäß einem der zuvor beschriebenen und gemäß einem der erfindungsgemäßen Aspekte oder beispielhaften Ausführungen ausgebildeten Projektils mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm bereitgestellt.

[0041] Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Intermediat mit einem Rohrabschnitt im Wesentlichen konstanter Wandstärke in eine insbesondere zylindrische Matrize eingesetzt und das Intermediat mittels eines insbesondere gemäß einem der zuvor beschriebenen und beispielsweise gemäß einem der zuvor genannten erfindungsgemäßen Aspekte oder beispielhaften Ausführungen ausgebildeten Werkzeugs derart kaltumgeformt, insbesondere pressend kaltumgeformt, insbesondere mittels Fließpressen umgeformt, dass wenigstens abschnittsweise der Außendurchmesser des Intermediats im Wesentlichen konstant bleibt und das Projektilkaliber festlegt. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, das Intermediat zum fertigen des Projektils bereits so zu wählen, dass dessen Ausgangs-Außenabmessung im Wesentlichen an das Kaliber des zu fertigenden Projektils herankommt, sodass das Metallmaterial im Bereich des Außendurchmessers, demnach oberflächennah, kaum verfestigt und deformiert ist, sodass sich eine unverfestigte Metallstruktur ergibt, welche die Präzision und/oder die gewünschten Deformations- und/oder Ballistikeigenschaften des Projektils verbessert.

[0042] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verfahren bereitgestellt, das dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Projektil herzustellen.

[0043] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, wird ein rohrförmiges metallisches Intermediat insbesondere aus Kupfer, Aluminium, Eisen, wie Weicheisen, Silber, Titan, Wolfram, Zinn, Zink, Magnesium, Blei, Cadmium oder eine Legierung davon zum Herstellen eines insbesondere erfindungsgemäßen Projektils, wie eines Deformationsgeschosses, eines Teilzerlegungsgeschosses, eines Teil- oder Vollmantelgeschosses, Hartkerngeschosses oder eines Leuchtspurgeschosses, mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm für Munition verwendet.

[0044] Der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Grundsatzgedanke, insbesondere unter Heranziehung eines im Wesentlichen ausschließlichen Kaltumformprozesses zur Herstellung für ein Projektil ein rohrförmiges Intermediat heranzuziehen, das heißt ein Intermediat, welches einen Rohrabschnitt der im Wesentlichen 50% der Längserstreckung des Intermediats ausmacht, heranzuziehen, kann auf herstellungstechnische einfache Art und Weise ein besonders präzis hergestelltes und mit filigranen Werkzeugen herstellbares Projektil geschaffen werden, wobei ein geringerer Arbeitsdruck erforderlich ist, als es im Stand der Technik der Fall ist.

[0045] In einer bespielhaften Ausführung wir ein erfindungsgemäß ausgebildetes Werkzeug eingesetzt.

[0046] Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0047] Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

Figur 1

eine Schnittansicht eines rohrförmigen Intermediats zur Herstellung einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Projektils;

Figur 2

eine Schnittansicht eines angesenkten rohrförmigen Intermediats zur Herstellung einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Projektils;

Figur 3

eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Presslings in einer erfindungsgemäßen Matrize;

Figur 4

eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Projektils in der Ausführung als Deformationsgeschoss;

Figur 5 - 8

ein schematischer Stadienplan zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Projektils in der Ausführung als Vollmantelgeschoss ausgehend von einem rohrförmigen Intermediat;

Figur 9 - 12

ein schematischer Stadienplan zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Projektils in der Ausführung als Teilmantelgeschoss ausgehend von einem rohrförmigen Intermediat;

Figur 13 - 16

ein schematischer Stadienplan zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Projektils in der Ausführung als Teilzerlegungsgeschoss ausgehend von einem rohrförmigen Intermediat;

Figur 17

eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Projektils in einem deformierten Zustand nach dem Auftreffen auf ein Ziel mit parallel zur Geschosslängsrichtung ausgebildeter Segmentfahnenausbreitung;

Figur 18

eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Projektils in einem deformierten Zustand nach dem Auftreffen auf ein Ziel mit rechtwinklig zur Geschosslängsrichtung ausgebildeter Segmentfahnenausbreitung;

Figur 19

eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einem polygonalen Querschnitt und einem konkaven, kegelförmigen und konvexen Formgebungsabschnitt;

Figur 20

eine Seitenansicht des Werkzeugs gemäß der Figur 19;

Figur 21

eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einem polygonalen Querschnitt und einem konvexen Formgebungsabschnitt;

Figur 22

eine Seitenansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einem runden Querschnitt und einem konvexen Formgebungsabschnitt;

Figur 23

eine perspektivische Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einem hexagonalen Querschitt und einem konvexen Formgebungsabschnitt;

Figuren 24-33

perspektivische Ansichten von rohrförmigen Intermediaten mit einem punktsymmetrischen Innenquerschnitt;

Figur 34a, b

Härteverlauf eines Projektils ausgehend von einem Draht-Intermediat gemäß Stand der Technik;

Figur 35a, b

Härteverlauf eines erfindungsgemäßen Projektils ausgehend von einem Rohrintermediat mit im Wesentlichen konstanter Wandstärke.

[0048] In der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind ein erfindungsgemäßes Projektil im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 1, ein erfindungsgemäßer Pressling im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 10 und ein erfindungsgemäßes Werkzeug im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 100 versehen.

[0049] Bezugnehmend auf die Figuren 1 und 2 wird eine beispielhafte Ausführung eines Intermediats 3 oder eines angesenkten Intermediats 5 mit einem Rohrabschnitt 4 dargestellt, der als Geschossrohling dient. Das Ausgangsmaterial für das Intermediat 3 ist bevorzugt Stangen- oder Drahtmaterial. Die Innenrohrfläche 39 des Intermediats 3, welches ein Rohrabschnitt 4 mit im wesentlichen konstanter Wandstärke besitzt wird insbesondere durch den zentralen Hohlraum 45 des Rohrabschnitts 4 definiert. Der Rohrabschnitt 4 wird insbesondere mittels Abscherung, Schnitt, Gleitschliffverfahren oder adiabatischer Trennung hergestellt. Die dadurch entstehenden, bevorzugt sauber getrennten, Intermediatsplanflächen 25 begrenzen die Intermediatslänge in Längsrichtung L. Die Intermediatsplanflächen 25 des Intermediates 3 können aufgrund von einseitigen oder beidseitigen Ansenkung 19 unterschiedliche oder gleichgeformte Intermediatsplanflächen 25 aufweisen (Figur 2). Ein Grundsatzgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, aus einem rohrförmigen Intermediat 3, statt wie bisher aus einen Volldraht-Rohling, ein Projektil 1 zu fertigen. In Figur 1 ist die dicke Wandstärke des Intermediats 3, das gemäß der beispielhaften Ausführung vollständig aus einem Rohrabschnitt 4 besteht, ersichtlich, wobei ein Rohrabschnittinnendurchmesser etwa 1/3 eines Rohrabschnittaußendurchmessers ausmacht und im Wesentlichen konstant ist. Der Rohrabschnitt repräsentiert wenigstens 50% der Längsstreckung des Intermediats 3.

[0050] Bezugnehmend auf die Figur 3 wird eine beispielhafte Ausführung einer zylindrischen Matrize 7 zum Herstellen eines Vorpresslings 9 bzw. zum Verpressen des Geschossbodens 17 unter Bildung der Heckfase 61 erläutert.

[0051] Die Matrize 7 umfasst eine rotationsförmige Matrizenzylinderinnenfläche 93 mit einer zentralen Frontseite 101. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ist die Frontseite 101 der zylindrischen Matrize 7 und die Verjüngung 95 hin zur Auswerferseite der Matrize 99 für die Formgebung des Vorpresslings 9 und für das Verschließen der Innenrohrfläche 39 des Geschosshecks 51 verantwortlich. Wie in Figur 3 ersichtlich ist, weist der Pressling 10 bereits eine umgeformte insbesondere konvex geformte Wandinnenfläche 71 auf, die mittels eines erfindungsmäßen Werkzeugs 100 hergestellt ist, auf.

[0052] Ein erfindungsgemäßes Projektil 1 ist in Figur 4 in einer Schnittansicht dargestellt. Das Projektil 1 umfasst einen Geschosskörper 13, der aus einem Stück hergestellt ist und insbesondere aus homogenem Material, beispielsweise aus Eisenmaterial oder Nichteisenmaterial, insbesondere einem Buntmetall, insbesondere einer Kupferlegierung besteht. Der einstückige Aufbau des in Figur 4 ersichtlichen Projektils 1 wirkt sich positiv auf die Fertigungstoleranzen aus, dies wirkt sich positiv auf die Unwucht und damit auf die Geschosspräzision aus. Der Geschosskörper 13 umfasst ein konisches Geschossheck 51 und eine ogivenartig verjüngende Geschossfront 53. Die Geschossfront 53 wird durch eine umlaufende Bugwand 41 gebildet, die einen zentralen, zur Front des Projektils 1 hin offenen Hohlraum 45 umschließt. Durch das Umbiegen der ogivenförmigen Geschossfront 53 entsteht bei der Bugwand 41 eine Bugfaltung 33.

[0053] Im Hinblick auf die Innenballistik sind insbesondere das Führungsband 63, die Ausgestaltung des Hohlraums 45 und die Materialwahl und deren Härte von Interesse. Die Materialwahl ist bevorzugt ein Material, welches sich widerstandsarm in das Zug-Feld-Profil des Schusswaffenlaufes einschmiegt, damit das Projektil effizient beschleunigt werden kann. Hierbei ist das Führungsband 63, welches mit dem eigentlichen Zug-Feld-Profil in der Berührung steht, wichtig. Neben den offensichtlichen Materialparametern wie Härte und Temperaturbeständigkeit sollte auch der Diffusionskoeffizient des Führungsbands 63 gegenüber dem Partnermaterial des Laufs möglichst undurchlässig sein, damit ein Kaltverschweißen verhindert wird. Das widerstandsarme Eindringen des Projektils in das Zug-Feld-Profil kann neben den Materialeigenschaften auch durch die Ausgestaltung des Hohlraumes 45 realisiert werden. Durch den Hohlraum 45 wird eine elastische Einfederungsmöglichkeit geschaffen, welche den Durchpresswiderstand weiter reduziert.

[0054] Hinsichtlich der Außenballistik von dem in Figur 4 ersichtlichen Projektil 1 sind insbesondere das Geschossheck 51 und die Heckfase 61 von Interesse. Das Geschossheck kann durch den Herstellprozess in einer Matrize 7 in geometrisch engen Toleranzen ausgestaltet werden, reproduzierbar geometrisch enge Toleranzen im Heck bedeuten eine hohe Präzision beim Geschossflug. Die Heckfase 61 hat Einfluss auf die aerodynamische Wirbelablösung beim Projektilflug und kann dadurch den aerodynamischen Widerstand beeinflussen. Die Geschossfront 53 und die Spitze 29 beeinflussen die Aerodynamik ebenso. Hierbei bedeutet eine schmale Ogive und eine dünne Spitze eine aerodynamisch widerstandsärmere Variante.

[0055] Das in Figur 4 gezeigte Projektil 1 kann ein Deformationsgeschoss, ein Teilzerlegungsgeschoss oder ein Teilmantelgeschoss umfassen, welches auf die anwendungsspezifischen Anforderungen, insbesondere der Terminalballistik ausgelegt sein kann. Trotz des einstückigen Aufbaus des Projektils 1 aus Figur 4 bestehen strukturelle und geometrische Modifikationsmöglichkeiten. Der Durchmesser der Öffnung 35 des Projektils 1 hat einen signifikanten Einfluss auf den hydrostatischen Druck im Innern des Hohlraums 45 des Projektils , der beim Eindringen des Projektils 1 in eine Wundballistik, auch Gallert-Masse genannt, zustande kommt. Dieser hydrostatische Druck hat schlussendlich einen Einfluss auf die Deformationseigenschaften des Projektils 1 und somit auf die Energieabgabe im Ziel. Ein großer Öffnungsdurchmesser bedeutet ein hoher hydrostatischer Druck und ein schnelles Ansprechen in der Gallert-Masse, wogegen ein kleinerer Durchmesser ein leicht verzögertes Ansprechen bedeutet. Die Wandstärke der Spitze 29 wirkt dem Öffnungsdurchmesser 35 entgegen, je stärker die Wandstärke ist, desto stärker muss der hydrostatische Druck sein, um einen erhöhten Energieabgabeeffekt in der Gallert-Masse erzielen zu können. Die Anzahl und Form der Wandschlitze 43 bestimmt das Aufbrechverhalten des Projektils 1, je spitzwinkliger die Wandschlitze 43 sind, desto stärker ist deren Kerbwirkung, was zu einer radialen Schwächung der Geschossfront 53 und zu einem schnelleren deformieren des Projektils 1 in der Gallert-Masse führt. Die Ausgestaltung des Hohlraums 45 hat ein einen Einfluss auf die Durchmesservergrößerung des Projektils 1 nach dem auftreffen auf die Gallert-Masse. Ein kurzer Hohlraum 45 führt zu einer kleineren Deformation am Geschossbug 53, was zu einer reduzierten Energieabgabe in der Gallert-Masse führt. Bei einem langgezogenen Hohlraum 45, der sich, wie in Figur 4 ersichtlich, in Längsrichtung L von der Öffnung 35 bis zum Geschossheck 51 erstreckt, wird eine gesteigerte Energieabgabe und damit reduzierte Eindringtiefe in der Gallert-Masse realisiert.

[0056] Unter Bezugnahme auf die Figuren 5 bis 8, die einen Stadienplan zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Projektils 1 darstellen, werden zunächst die einzelnen Herstellungsschritte des in Fig. 8 dargestellten fertigen Projektils 1 ersichtlich.

[0057] Zunächst wird ein Intermediat 3 aus Metall bevorzugt aus einem Nichteisenmetall oder Eisenmetall bereitgestellt (Figur 5), welcher aus Endlosrohrrohmaterial oder Stangenmaterial wie beispielsweise einem Rohr durch Abtrennen gewonnen wird. Das Intermediat 3 besteht insbesondere aus insbesondere einem homogenen Material und ist einstückig aufgebaut.

[0058] In einem ersten Herstellungsschritt wird das Intermediat 3 durch Setzen zu einem Vorpressling 9 umgeformt, insbesondere kaltumgeformt, beispielsweise durch Pressen oder Fließpressen (Figur 6). Wie aus einem Vergleich der Figuren 5 und 6 ersichtlich ist, geht beim Setzen eine Längenausdehnung des Intermediats 3 einher, wobei der Außendurchmesser im Wesentlichen dem Kaliber des Projektils 1 entspricht. Die Längen- und Durchmesservergrößerung resultiert aus der beim Setzen eingebrachten zentralen verjüngenden Hohlraumabschnitt 75, der sich von einer Stirnfläche 31 des Vorpresslings 9 durch den Vorpressling 9 hindurch, bis zu der gegenüberliegenden Stirnfläche 37 des Vorpresslings 9 erstreckt. Das Einbringen von Wandschlitze 43 durch ein segmentiertes Werkzeug 100 bewirkt eine Materialverschiebung, welcher sich in einer Längenausdehnung, insbesondere in Richtung der Stirnfläche 31 äußert. Der verjüngende Hohlraumabschnitt 75, der sich an der gegenüberliegenden Stirnfläche 37 befindet, ist durch eine insbesondere konvex geformte Wandinnenfläche 71 gebildet. Das Setzen kann über eine Werkzeug-Matrizen-Anordnung erfolgen, wobei die Außengeometrie des Werkzeugs 100 die Geometrie des Holraumabschnitts 65 bestimmt. Gleichzeitig wird an einer Wandinnenfläche 71 des Vorpresslings 9 in Längsrichtung L des Vorpresslings 9 bzw. eines Presslings 10 orientierte Wandschlitze 43 kaltumformend eingebracht, die später noch im Detail erläutert werden.

[0059] Nach dem Setzen erfolgt ein Vorpressen des Vorpresslings 9 zur Bildung des erfindungsgemäßen Presslings 10 (Figur 7). Zwischen der Stufe des Vorpresslings 9 und des Intermediats 3, das heisst nach dem Setzen und vor dem Vorpressen wird der Rohling gewendet, Hierbei ist eine maschinelle Wendeoperation nötig. Der Vorpressling 9 wird zur Bildung des Presslings 10 in Richtung der Stirnfläche 31 des Vorpresslings 9 kaltumgeformt, sodass durch zusammendrücken der Bugwand 41 eine ogivenähnliche Geschossfront 53 gebildet wird. Die Bugwand 41 wird beim Vorpressen außerdem außenseitig zu insbesondere unter Bildung von Bugfalten 33 einer wenigstens abschnittsweise sich ogivenförmig verjüngenden Bugwand 41 kaltumgeformt. Durch die sich in Richtung der Spitze 29 hin verjüngende Bugwand 41 erhöht sich die Wandstärke des der späteren Geschossfront 53 bildenden Abschnitts gegenüber der ursprünglichen Bugwand 41 des Vorpresslings 9.

[0060] Der auf diese Weise hergestellte Pressling 10 besteht aus einem Metallkörper 113 aus insbesondere homogenem Material, bevorzugt aus Eisen- oder Nichteisenmaterial und wird anschließend weiter kaltumgeformt zur Bildung eines in Figur 8 abgebildeten Geschosskörpers 13, der größtenteils bereits die vollständige Geometrie des finalen Projektils 1 aufweist. Der Geschosskörper 13 wird ausgehend vom Pressling 10 in Längsrichtung L angespitzt, sodass eine möglichst schmale Spitze 29 des Projektils entsteht, wobei die Innengeometrie des zentralen Hohlraums 45 direkt hinter der Öffnung 35 verändert, insbesondere in Richtung Geschossheck 51 aufweitet, insbesondere zu einem dünnen Kanal umgeformt wird. Durch das Einpressen eines zweiten, insbesondere konvex ausgestalteten Werkzeugs 100 wird zusätzlich ein Heckhohlraum 21, der in Geschosslängsrichtung in Richtung der Geschossfront 53 durch einen Heckhohlraumgrundabschnitt 59 begrenzt ist, gebildet. Durch den Pressvorgang mittels Werkzeug 100 fließt das Material des Hohlzylinders 65 entlang des Werkzeugs 100 und definiert so die Heckhohlraumwandstärke b in Figur 9. Der Heckhohlraum 21 ist durch einem Hohlzylinder 65 gebildet und von einer Hohlzylinderinnenfläche 67 begrenzt. In einer späteren, nicht gezeigten Stufe kann der Heckhohlraum 21 mit einem weiteren Material aufgefüllt werden. Dieses Material kann ein Eisenmetall, ein Nichteisenmetall, ein Polymer oder ein Gemisch (compound) aus Polymer und Metallpulver umfassen und dient dem Tarieren von Gewicht und Schwerpunkt oder der Durchschlagssteigerung. Ferner ist denkbar, eine Leuchtspurmischung, einen pyrotechnischen Satz oder Sprengstoff in den Heckholraum 21 einzubringen, dadurch wird die optische Verfolgung der Projektil Trajektorie und/oder die Zielmarkierung ermöglicht. Als Sprengstoffe kommen aufgrund des geringen Volumens des Heckholraums insbesondere Nanosprengstoffe wie beispielsweise Nanothermite zum Einsatz.

[0061] Unter Bezugnahme auf die Figuren 9 bis 12, die einen weiteren Stadienplan zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Projektils 1 darstellen, werden zunächst die einzelnen Herstellungsschritte des in Fig. 12 dargestellten fertigen Projektils 1 ersichtlich.

[0062] Zunächst wird ein Rohr-Intermediat 3 aus Metall, bevorzugt aus einem Nichteisenmetall oder Eisenmetall, bereitgestellt (Figur 9), welcher aus Endlosrohrrohmaterial oder Stangenmaterial wie beispielsweise einem Rohr, durch Abtrennen gewonnen wird. Das Intermediat 3 besteht insbesondere aus einem insbesondere homogenen Material und ist einstückig aufgebaut.

[0063] In einem ersten Herstellungsschritt wird das Intermediat 3 durch Setzen zu einem Vorpressling 9 umgeformt, insbesondere Kaltumgeformt, beispielsweise durch Pressen oder Fließpressen (Figur 10). Wie aus einem Vergleich der Figuren 9 und 10 ersichtlich ist, geht beim Setzen eine Längenausdehnung des Intermediats 3 einher, wobei der Außendurchmesser im Wesentlichen dem Kaliber des Projektils 1 entspricht. Die Längen- und Durchmesservergrößerung resultiert aus der beim Setzen eingebrachten zentralen, in Längsrichtung L zunächst zylindrischen, dann verjüngenden Hohlraumabschnitt 75, der sich von einer Stirnfläche 31 des Vorpresslings 9 durch den Vorpressling 9 hindurch bis zu der gegenüberliegenden Stirnfläche 37 des Vorpresslings 9 erstreckt. Das Einbringen der Wandschlitze 43 durch das segmentierte Werkzeug 100 bewirkt eine Materialverschiebung, die sich in einer Längenausdehnung, insbesondere in Richtung der Stirnfläche 31 äußert. Der in Längsrichtung L zuerst zylindrische, dann sich verjüngende Hohlraumabschnitts 75, der sich bis zu der gegenüberliegenden Stirnfläche 37 erstreckt, ist durch eine konkav geformte Wandinnenfläche 71 gebildet. Das Setzen kann über eine Werkzeug-Matrizen-Anordnung erfolgen, wobei die Außengeometrie des Werkzeugs 100 die Innengeometrie des Hohlzylinders 65 bestimmt. Der zentrale Hohlraum 45 aus Figur 10 besitzt im Vergleich zur Figur 6 ein größeres Volumen, woraus andere ballistische Eigenschaften wie beispielsweise Vollmantelgeschoss ähnliche Penetrationseigenschaften resultieren. Gleichzeitig wird an der Wandinnenfläche 71 des Vorpresslings 9 in Längsrichtung L, respektive in Pressrichtung P des Vorpresslings 9 bzw. des Presslings 10 orientierte Wandschlitze 43 kaltumformend eingebracht, die später noch im Detail erläutert werden.

[0064] Nach dem Setzen erfolgt ein Vorpressen des Vorpresslings 9 zur Bildung eines Presslings 10 (Figur 7). Zwischen der Stufe des Vorpresslings 9 und des Presslings 10, das heißt nach dem Setzen und vor dem Vorpressen wird der Rohling in einer Wendeoperation gewendet. Der Vorpressling 9 wird zur Bildung des Presslings 10 in Richtung der Stirnfläche 31 des Vorpresslings 9 kaltumgeformt, sodass durch zusammendrücken der Bugwand 41 eine ogivenähnliche Geschossfront 53 gebildet wird. Die Bugwand 41 wird beim Vorpressen außerdem außenseitig zu einer wenigstens abschnittsweise sich ogivenförmig verjüngenden Bugwand 41 kaltumgeformt. Durch die sich in Richtung der Spitze 29 hin verjüngende Bugwand 41, erhöht sich die Wandstärke des der späteren Geschossfront 53 bildenden Abschnitts gegenüber der ursprünglichen Bugwand 41 des Vorpresslings 9 und der beim Setzen entstehende Hohlraum 45 ist aufgrund der konkaven Ausgestaltung des verjüngenden Hohlraumabschnitts des Vorpresslings 9 rotationsellipsoidisch aufgebaut.

[0065] Der auf diese Weise hergestellte Pressling 10 besteht aus einem Metallkörper 113 aus insbesondere homogenem Material, vorzugsweise aus Eisen- oder Nichteisenmaterial und wird anschließend weiter kaltumgeformt zur Bildung eines in Figur 12 abgebildeten Geschosskörpers 13, der größtenteils bereits die vollständige Geometrie des finalen Projektils 1 aufweist. Der Geschosskörper 13 wird ausgehend vom Pressling 10 in Längsrichtung L angespitzt, sodass der rotationselipsoidische Hohlraum 45 des Projektils 1 in Figur 12 schmaler ausgestaltet ist als in Figur 11. Durch das Einpressen eines zweiten, insbesondere konkav ausgestalteten Werkzeugs 100 wird zusätzlich ein Heckhohlraum 21, der in Geschosslängsrichtung in Richtung der Geschossfront 53 durch einen Heckhohlraumgrundabschnitt 59 begrenzt ist, gebildet. Durch den Pressvorgang mittels Werkzeug 100 fließt das Material des Hohlzylinders 65 entgegen der Pressrichtug P entlang des Werkzeugs 100 und definiert so die Heckhohlraumwandstärke b von Figur 12. Der Heckhohlraum 21 wird in Radialrichtung durch eine Hohlzylinder 65 gebildet und von einer Hohlzylinderinnenfläche 67 begrenzt. Der zylindrische Heckhohlraum 21 ist vom zentralen Hohlraum 45 durch eine zentrale Einschnürung 27 abgegrenzt. In einer späteren, nicht gezeigten Stufe kann der Heckhohlraum 21 mit einem weiteren Material aufgefüllt werden. Dieses Material kann ein Eisenmetall, ein Nichteisenmetall, ein Polymer oder ein Gemisch (compound) aus Polymer und Metallpulver umfassen und dient dem Tarieren von Gewicht und Schwerpunkt oder der Durchschlagssteigerung. Ferner ist denkbar, eine Leuchtspurmischung, einen pyrotechnischen Satz oder Sprengstoff in den Heckholraum 21 einzubringen, dadurch wird die optische Verfolgung der Projektil 1 Trajektorie und/oder die Zielmarkierung ermöglicht. Als Sprengstoffe kommen aufgrund des geringen Volumens des Heckholraums insbesondere Nanosprengstoffe wie Nanothermite zum Einsatz.

[0066] Unter Bezugnahme auf die Figuren 13 bis 16, die einen weiteren Stadienplan zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Projektils 1 darstellen, werden zunächst die einzelnen Herstellungsschritte des in Fig. 16 dargestellten fertigen Projektils 1 ersichtlich, wobei lediglich die Unterschiede zu den vorangegangenen Ausführungen beschrieben werden.

[0067] Die Längen- und Durchmesservergrößerung resultiert aus der beim Setzen eingebrachten zentralen in Richtung der gegenüberliegenden Stirnfläche 37 verjüngenden Hohlraumabschnitt 75, der sich von einer scharfen Kante 23 des Vorpresslings 9 durch den Vorpressling 9 hindurch, bis zu der gegenüberliegenden Stirnfläche 37 des Vorpresslings 9 erstreckt. Das Einpressen des konischen Werkzeugs 100 bewirkt eine Materialverschiebung, die sich in einer Längenausdehnung, insbesondere in Richtung der Stirnfläche 31 äußert. Der verjüngenden Hohlraumabschnitts 75, der sich an der gegenüberliegenden Stirnfläche 37 befindet, ist durch eine konisch geformte Wandinnenfläche 71 gebildet. Das Setzen kann über eine Werkzeug-Matrizen-Anordnung erfolgen, wobei die Außengeometrie des konischen Werkzeugs 100 die Geometrie des Holraumabschnitts 65 bestimmt.

[0068] Zwischen der Stufe des Vorpresslings 9 und des Presslings 10, das heißt nach dem Setzen und vor dem Vorpressen wird der Rohling gewendet, Hierbei ist eine insbesondere maschinelle Wendeoperation nötig. Der Vorpressling 9 wird zur Bildung des Presslings 10 in Richtung der scharfen Kante 23 des Vorpresslings 9 kaltumgeformt, sodass durch Zusammendrücken der Bugwand 41 eine Vorstufe einer Geschossfront 53 gebildet wird. Die Bugwand 41 wird beim Vorpressen außerdem außenseitig zu einer wenigstens abschnittsweise sich verjüngenden Bugwand 41 kaltumgeformt. Aufgrund der bevorzugt symmetrisch eingebrachten, frontseitigen und heckseitigen konischen Hohlräume wird durch den Einbringprozess des Stempels meterial an der Frontseite des konischen Werkzeugs 47 aufgestaut. Es entsteht eine zentrale Einschnürung 27 welche die beiden konischen bevorzugt Hohlräumen vollständig abtrennt.

[0069] Der auf diese Weise hergestellte Pressling 10 besteht insbesondere aus einem Metallkörper 113 aus homogenem Material, bevorzugt aus Eisen- oder Nichteisenmaterial und wird anschließend weiter kaltumgeformt zur Bildung eines in Figur 15 abgebildeten Geschosskörpers 13. Ausgehend vom Pressling 10 wird in die Hohlraumabschnitte 75 front und heckseitig ein Material gefüllt, welches bevorzugt weich und duktil ist und eine hohe Materialdichte aufweist. Der Heckfüllstoff 117 kann die Penetrationseigenschaft des Projektils 1 beeinflussen, wird beispielsweise ein harter Heckfüllstoff genommen, kann das Projektil 1 tiefer penetrieren. Der Frontfüllstoff 119 besteht bevorzugt aus einem duktilen Metall wie Blei oder Zinn und kann den Frontdeformationsmechanismus beeinflussen. Der Geschosskörper 13 wird ausgehend vom Pressling 10 in Längsrichtung L angespitzt, sodass eine Spitze 29 des Projektils realisiert wird.

[0070] Eine schematische Darstellung eines abgeschossenen, deformierten Projektils 33, das durch Abschießen eines erfindungsgemäßen Projektils 1 und Auftreffen des Projektils 1 auf ein Ziel, insbesondere ein Standardziel, wie eine Gallert-Masse resultiert, ist in Figur 17 und 18 abgebildet.

[0071] Das deformierte Projektil 49 unterscheidet sich vom den Stand der Technik-Geschossen insbesondere durch die Ausbildung von Segmentfahnen 111 die beim Aufprall auf ein Ziel radial nach außen gebogen werden. Wie in Figur 17 und 18 zu sehen ist, ist die Bugwand 41 an den Wandschlitzen 43 entlang aufgerissen und die Außenmantelfläche 87 nach außen gedreht, wobei der Hohlraumgrundabschnitt 57 intakt bleibt. Somit entsteht ein in Bezug auf die Geschosslängsachse stark aufgeweitetes spinnenähnliches deformiertes Geschoss, welches beim Durchdringen der Gallert-Masse einen erhöhten Widerstand bewirkt und so die Energieabgabe vergrößert und die Eindringtiefe reduziert.

[0072] Das Deformationsverhalten resultiert zum einen aus der Kaltumformung und der Geometrie des zentralen Hohlraums 45 und zum anderen aus den in die Wandinnenfläche 71 des Vorpresslings 9 eingebrachten Wandschlitze 43, die am fertigen Projektil 1 an der Wandinnenfläche 71 der Geschossfront 53 als Schlitze bestehen bleiben. Durch die Kaltumformung erhöht sich die Festigkeit der Wandinnenfläche 71 quer zur Längsrichtung L im Vergleich zur Festigkeit der Wandinnenfläche 71 in Längsrichtung L und durch die Wandschlitze 43 lässt sich das Deformationsverhalten gezielt steuern. Die Auftreffgeschwindigkeit, bei welcher das Projektil 1 zu deformieren beginn, auch Ansprechverhalten genannt, wird durch den Durchmesser der Öffnung 35 bestimmt. Wie in Figur 17 zu erkennen ist, weist das Projektil 1 in Fig. 17 umgebogenen Segmentfahnen 111 auf. Beim Auftreffen auf ein Ziel öffnet sich die Bugwand 41 entlang der Wandschlitze 43, während dem nur das Geschossheck 51 mit dem Hohlraumgrundabschnitt 57 weitestgehend unverformt bleiben. Durch die Länge, Anzahl und tiefe der Wandschlitze 43 lässt sich gezielt einstellen, wie weit sich die Bugwand 41 öffnet und somit, wie groß die Aufweitung und Umbiegung der Segmentfahne 111 ist. Auf diese Weise lässt sich das Deformationsverhalten des Projektils 1,33 unabhängig von der Festigkeit der Bugwand 41 verändern. Dadurch kann auf teure Wärmebehandlungsprozesse, wie Glühen, nach dem Kaltumformen verzichtet werden und somit das erfindungsgemäße Projektil 1 besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.

[0073] Neben den geometrischen Effekten, welche ein unterschiedliches Deformationsverhalten beim Durchdringen der Gallert-Masse hervorrufen, ist auch die Auftreffgeschwindigkeit des Projektils 1 auf die Gallert-Masse für die schlussendliche Form des deformierten Projektils 49 verantwortlich. Figur 17 zeigt beispielsweise ein deformiertes Geschoss, welches mit hoher Geschwindigkeit aufgetroffen ist. Die Segmentfahnen 111 sind aufgrund des hydrodynamischen Drucks entsprechend stärker umgebogen. In Figur 18 wird ein Projektil 1 mit einer Geschosstypischen Auftreffgeschwindigkeit gezeigt, welche die Segmentfahnen 111 beim Aufprall in einem geringeren Masse umformt. Bei einer anderen Auftreffgeschwindigkeit werden die Segmentfahnen 111 stärker parallel zur Längsrichtung L deformiert, was der Figur 17 entspricht.

[0074] Beim Aufprall des Projektils auf die Gallert-Masse entsteht ein großer hydrodynamischer Geschossöffnungsdruck, der zur Deformation des Projektils in der Gallert-Masse führt. Bleibt dieser Geschossöffnungsdruck über längere Strecken erhalten, kann dies zum Abreißen einer oder mehrerer Segmentfahnen 111 führen. Um dies zu verhindern, kann die Distanz zwischen Geschossboden 17 und Hohlraumgrundabschnitt 57 so ausgestaltet werden, dass ein berstscheibenartiges Überdruckventil realisert wird, mit welchem sich der überschüssige Geschossöffnungsdruck abbauen lässt. Das daraus resultierende Loch im Geschossboden vermindert nicht nur den Geschossöffnungsdruck, sondern weist auch Stabilisierungseffekte in der Gallert-Masse auf.

[0075] Bezugnehmend auf die Figuren 19 bis 33 werden beispielhaften Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Werkzeuge 100 erläutert. In den Ausführungen gemäß den Figuren 19 bis 23 ist das Werkzeug 100 zylindrisch geformt und rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse L des Werkzeugs 100 ausgebildet. Erfindungsgemäße Werkzeuge 100 weisen grundsätzlich einen Halteabschnitt 107 zum Greifen, Einspannen oder dergleichen des Werkzeugs 100 und einen an den Halteabschnitt 107 anschließenden, sich verjüngenden Formgebungsabschnitt 108, das auch Presskopf bezeichnet werden kann, mit einer Pressspitze/Führungsspitze 85, einem an die Pressspitze/Führungsspitze 85 anschließenden länglichen, wenigstens abschnittsweise konkav geformten oder kegelförmigen Führungsteil 79 zum Führen des Werkzeugs 100 innerhalb des Hohlraums 45 des Rohrabschnitts 4 und einem daran vorsprungsfrei anschließenden wenigstens abschnittsweise konkav geformten oder kegelförmigen Pressteil 80 unterschiedlicher Neigung zur Werkzeuglängsachse.

[0076] In der Seitenansicht in Figur 20 ist zu erkennen, dass der kegelförmige Pressteil 80 und der kegelförmige Führungsteil 79 des Werkzeuges 100 an einer Außenmantelfläche 87 sechs in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte, in radialer Richtung von der Außenmantelfläche 87 polygonale Segmentkanten 77 aufweist, demnach im Querschnitt polygonal geformt ist. Der Pressteil 80 geht vorsprungsfrei in den Führungsteil 79 über. Die Segmentkanten 77 erstrecken sich an den konkaven Formgebungsabschnitt 89 und den konvexen Formgebungsabschnitt 91 entlang der Längsrichtung L an den Planbereichen 105 des Presskopfs 108. Die Segmentkante 77 des Presskopfs 108 kann je nach Ausgestaltung konkave Formgebungsabschnitt 89 und konvexe Formgebungsabschnitt 91 besitzen (Figur 19 und 20), ausschließlich konkave Formgebungsabschnitt 89 (Figur 21) oder ausschließlich konvexe Formgebungsabschnitt 91 besitzen.

[0077] In Figur 19 bis Figur 21 ist zu erkennen, dass der Werkzeugschaft 83 des Werkzeugs 100 Längsrichtung L von einem einen Halteabschnitt bildenden Rundbereich 107 über einen Transitionsbereich 103 in einen pressflankenbildenden Planbereich 105 übergeht. Um die Zentrierung des Presskopfs 108 im Rohrhohlraum 55 des Intermediats 3 zu gewährleisten ist der Presskopf 108 mit einer Pressspitze/Führungsspitze 85 ausgestattet, die analog der Anzahl der Segmentkanten 77 segmentiert sein kann. Die axiale Länge des Führungsteils 79 ist bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug 100 derart auf die Innenabmessung des Rohrabschnitts 4 abgestimmt, dass das Werkzeug am Übergang vom Führungsteil 79 in das Pressteil 80 eine Außenabmessung von bis zum 1,4-fachen des Durchmessers des Hohlraums aufweist. Ferner ist der mit dem Intermediat 3 in Kontakt stehende Teil des Werkzeuges 100 so ausgestaltet, dass die axiale Länge des Führungsteils 79 und/oder des Pressteils 80 wenigstens 80% eines maximalen Radialabstandes des Hohlraums beträgt.

[0078] Figur 22 zeigt einen erfindungsgemäßen unsegmentierten Presskopf 108, mit unsegmentierter Pressspitze/Führungsspitze 85. In Figur 23 ist ein Werkzeug 100 zu erkennen, welcher eine polygonal geformte Stirnseite 97 aufweist und rechteckig geformte Segmentflanken 81 aufweisen.

[0079] In den Figuren 24 bis 33 sind schematische Querschnittsansichten von Intermediaten ersichtlich, aus denen die Innenquerschnittsform des Rohrhohlraums 55 hervorgeht. Die Rohrhohlräume 45 sind im Querschnitt punktsymmetrisch und von einer Kreisform abweichend und sind in Längserstreckungsrichtung konstant.

[0080] In den Figuren 24 und 26 wird eine sternförmige Wandinnenfläche mit einer unterschiedlichen Anzahl an Teilsegmenten 73 gezeigt.

[0081] In den Figuren 25 und 27 wird eine polygonale Wandinnenfläche mit einer unterschiedlichen Anzahl an Teilsegmenten 73 gezeigt.

[0082] In den Figuren 28 und 30 wird eine Wandinnenfläche mit bogenförmigen Teilsegmente 73 mit einer unterschiedlichen Anzahl an Teilsegmenten 73 gezeigt.

[0083] In den Figuren 29 und 31 wird eine V-förmig gekerbte Wandinnenfläche mit einer unterschiedlichen Anzahl an Teilsegmenten 73 gezeigt.

[0084] In den Figuren 32 und 33 wird eine rechteckförmig gekerbte Wandinnenfläche mit einer unterschiedlichen Anzahl an Teilsegmenten 73 gezeigt.

[0085] Ein allgemeiner Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei der Rohrextrusion die Innenform sehr flexibel angepasst werden kann. Insbesondere lassen sich in Verbindung mit dem Presskopf beliebige Innengeometrien mit unterschiedlichen Deformationseigenschaften auf einfache Weise herstellen.

[0086] Metalle, insbesondere Buntmetalle, haben die Eigenschaft, aufgrund der Verformung härter zu werden. Das heißt, eine große Verformung führt zu einer großen Härtesteigerung des Rohmaterials. Anhand von Härteverlaufsfiguren, wie in Figur 34 und 35 dargestellt, kann indirekt auf den Umformungsgrad und den Produktionsprozess geschlossen werden.

[0087] In Fig. 34a, b und 35a, b ist eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Projektils 1 analog Figur 4 abgebildet. Auf der Schnittansichtsoberfläche ist eine Härteverteilung nach Vickers dargestellt, eine entsprechende Farbskala mit Referenzwerten befindet sich zwischen der Fig. 34a, b und 35a, b. Die Figuren 34a und 34b repräsentieren ein Projektil 1, welches aus einem Vollmaterial-Intermediat hergestellt ist, dieses Vollmaterial kann beispielsweise ein Drahtabschnitt sein und ist zylinderförmig, das Material ist ferner lochlos, deshalb wird es auch massives Intermediat genannt. Die Figuren 35a und 35b repräsentieren ein aus einem Rohr hergestelltes Projektil 1, das rohrförmige Intermediat 3 besteht hierbei bevorzugt aus einem aus dem Rohr hergestellten Rohrabschnitt 4, wobei das Rohr entweder in Stangenform oder aufgewickelt vorliegen kann und spanabhebend oder mittels Schneiden, Quetschen oder Schleifen getrennt wird.

[0088] Die Figuren 34a und 35a zeigen die Härteverteilung eines Projektils 1, hergestellt ausgehend von hartem Intermediat Material. Das Projektil 34a ist aus Vollmaterial Intermediat hergestellt, das Projektil in Figur 35a ist aus einem rohrförmigen Intermediat 3 mit der Wandstärke a hergestellt.

[0089] Die Figuren 34b und 35b zeigen jeweils die Härteverteilungen von einem Projektil hergestellt aus weichem Kupfer. Das Projektil 34b ist aus einem Vollmaterial-Intermediat hergestellt, das Projektil in Figur 35b ist aus einem rohrförmigen Intermediat 3 mit der Wandstärke a hergestellt.

[0090] Die Abbildung gemäß Fig. 34a, b und 35a, b ist so zu verstehen, dass die absolute Materialhärte nach Vickers am fertiggestellten Projektil 1 festgestellt wurde. Einmal mit hartem Kupfer (Figuren 34a und 35a) und einmal mit weichem Kupfer (Figuren 34b und 35b). Die gewählten Kupferhärten unterscheiden sich messbar voneinander, dies kann mit zerstörungsfreier Werkstoffprüfung, beispielsweise Ultraschall oder mit zerstörender Werkstoffprüfung, beispielsweise mit Eindringkörper geschehen. Solche Härteunterschiede können aufgrund unterschiedlicher Legierung, unterschiedlicher Rohmaterialfertigung oder unterschiedlicher Nachbearbeitung, wie beispielsweise Glühen zustande kommen. Bezieht man sich nur auf den relativen Härteverlauf, mit anderen Worten auf die einheitslose Härteverteilung im Geschoss, ohne Berücksichtigung der absoluten Härtewerte im Geschoss, so ist eine Vergleichbarkeit von den Härteverläufen zwischen Figur 34a und Figur 34b gegeben. Ferner ist auch die Vergleichbarkeit der Härteverläufen, unter Vernachlässigung der absoluten Härten, zwischen den Figuren 35a und 35b gegeben. Deshalb wird im Folgenden näher auf die Unterschiede zwischen den rohrförmigen Intermediaten 3 und den Vollmaterial Intermediaten eingegangen.

[0091] Die Härtewerte der Spitze 29 und die Härtewerte der Geschossfront 53 des Projektils 1 sind gegenüber dem Rest des Geschosskörpers 13 erhöht. Aufgrund der beim Pressvorgang verringerten Deformation sind die Projektile 1, welche aus dem rohrförmigen Intermediat 3 hergestellt sind, im Bereich des Führungsbandes 63 weicher, verglichen zu den Geschossen, welche aus einem Vollmaterial Intermediat, auch Drahtrohling genannt, hergestellt sind. Dieser weichere Bereich hat einen positiven Einfluss auf die Lauflebensdauer der Schusswaffe und eine längere Werkzeuglebensdauer der Matrize 7 und des Werkzeugs 100 zur Folge. Für lange Standzeiten der Werkzeuge ist insbesondere ein weicher Zwischenbereich des Projektils 1 relevant. Je weicher der Zwischenbereich des schlussendlichen Projektils 1 aufgrund der vorhergegangenen Operationen bleibt, desto weniger Umformarbeit mussten die Werkzeuge bei den Operationen leisten. Daraus resultiert eine längere Werkzeuglebensdauer. Dementsprechend kann von dem Härteverlauf beim erfindungsgemäßen Rohrprojektil ein Rückschluss auf die Werkzeuglebensdauer geschlossen werden.

[0092] Der Bereich der Spitze 29 markiert bei allen Projektilen in den Figuren 34 und 35 aufgrund des hohen Umformgrads die härteste Partie. Beim harten Kupfer liegt im Bereich der Spitze 29, unabhängig von Intermediatstyp, eine Vickershärte von ca. 230 HV vor. Beim weichen Kupfer sind es, unabhängig vom Intermediatstyp ca. 170 HV. Der Großteil der Geschossfront 53, angedeutet durch das Bezugszeichen 39, erfährt eine signifikante Härtesteigerung von etwa 60-100 % gegenüber der Intermediatshärte. Eine zweite Härtesteigerung ist im Bereich des Hohlraumgrundabschnitts 57 ersichtlich. Im Falle des Projektils 1, welches aus dem rohrförmigen Intermediat 3 gefertigt wurde (Figur 35a, b) ist eine Härtesteigerung von dem Hohlraumgrundabschnitt 57 durch den Geschossboden durch, bis zu der Heckeinschnürung 11 ersichtlich.

[0093] Besteht der Rohling jedoch aus einem Vollmaterial Intermediat (Figur 34a, b), ist die Härtesteigerung insbesondere am Hohlraumgrundabschnitt 57 ersichtlich. Der Geschossboden 17 des aus dem rohrförmigen Intermediat 3 gefertigten Projektils 1 weist eine gemittelte Härte auf, welche wenigstens 103 %, insbesondere wenigstens 105 % derjenigen gemittelten Härte entspricht, wenn das Projektil 1 aus einem Vollmaterial und lochlosen Intermediat hergestellt wäre. Diese Härtesteigerung hat einen positiven Einfluss hinsichtlich der Resistenzfähigkeit des Abschussschocks, was zu einer verbesserten Ballistik führt. Die gemittelte Härte im Bereich eines den Hohlraum 45 umgebenden Mantelbereichs des Geschosshecks 51 entspricht höchstens 90 %, insbesondere höchstens 85 % oder höchstens 80 %, derjenigen gemittelten Härte, wenn das Projektil 1 aus einem Vollmaterial, also massiven und lochlosen Intermediat hergestellt wäre. Dies wirkt sich positiv auf die Laufbelastung des Schusswaffenlaufs aus. Das auf dem rohrförmigen Intermediat 3 basierende Projektil 1 weist am Geschossheck 51, eine gemittelte Härte auf von wenigstens 140 %, insbesondere wenigstens 150 % oder wenigstens 160%, die derjenigen gemittelten Härte entspricht, wenn das Projektil aus einem massiven Intermediat hergestellt wäre. Die gemittelte Härte insbesondere des Zylindrischen Bereichs des Führungsbands 63 des auf dem rohrförmigen Intermediat 3 basierenden Projektil 1 ist über den ganzen Durchmesser hinweg weicher, insbesondere wenigstens 10 %, wenigstens 15 % oder wenigstens 20 %, weicher ist als diejenige gemittelte Härte, wenn das Projektil 1 aus einem massiven und lochlosen Intermediat hergestellt wäre.

[0094] Ganz besonders vorteilhaft bei Projektilen 1, hergestellt aus einem Intermediat 3 gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass im Bereich des Führungsbands 63, nur geringe Härtesteigerungen vorliegen. sodass im Bereich des Zug-Feld-Maßes des Projektils 1 sowie im mittleren Bereich des Eingriffs des Pressteils 80 eine im Wesentlichen geringe Härte nach Vickers vorliegt, es handelt sich bei den Härtewerten um oberflächennahe Werte. Erfindungsgemäß wurde herausgefunden, dass sich die derart gebildete homogene Härteverteilung positiv auf die Ballistik und Präzision des Projektils 1 auswirkt und insbesondere positiv auf die Werkzeuglebensdauer des filigranen Pressteils 80 auswirkt.

[0095] Die Projektile 1, gefertigt aus Vollmaterial Intermediat 3, gezeigt in Figur 34, weisen im Bereich des Geschosshecks 51, insbesondere im Bereich der Heckfase 61 über den gesamten Geschossdurchmesser hinweg eine homogene und weitestgehend mit dem Ursprungsmaterial vergleichbare Härte auf. In Figur 35 sind die aus Rohr-Intermediat 3 gefertigten Projektile 1 insbesondere im Bereich der Heckeinschnürung 11 hart und inhomogen ausgestaltet. Diese Inhomogenität des Härteverlaufs im Geschossheck 51 hat den technischen Effekt der Versteifung des Geschossbodens 17, was sich positiv auf die Innenballistik beim Beschleunigungsprozess des Projektils 1 auswirkt. Durch die Verhärtung bei der Heckeinschnürung 11 des Geschosshecks entsteht ferner eine Art Soll-Bruchstelle, die überschüssigen hydrodynamischen Druck beim Eindringen in die gallertartige Masse der Wundballistik abbaut und das Projektil beim Penetrieren stabilisiert.

[0096] Eine Unterteilung der Härtestufen ist in Fig. 34a und Fig. 35a ersichtlich. Das Bezugszeichen w kennzeichnet Zonen mit geringer Härte 120 HV. Das Bezugszeichen m kennzeichnet Zonen mit mittlerer Härte, ca. 190 HV. Das Bezugszeichen h bezeichnet Zonen des Projektils 1 mit erhöhter Härte, ca. 230 HV. In Fig 35a repräsentieren die Flächen, welche mit w umschlossen werden, das Führungsband 63 des Projektils 1 und können durch ihre weiche Ausgestaltung die Funktion der Reduktion des Durchpresswiderstandes durch den Schusswaffenlauf wahrnehmen. Die harten Zonen an der Bugwand 41 und der Heckeinschnürung 11 definieren beim erfindungsgemäßen Geschoss gemäß Fig 35a die Deformationseigenschaften. Der Transitionsbereich, auch die mittelharte Zone m genannt, verhindert beim erfindungsgemäßen Projektil 1, gefertigt aus einem rohrförmigen Intermediat 3, ein Abreißen der Segmentfahnen 111.

[0097] Die Härtezonen beim Proj ektil 1 gefertigt aus einem Vollmaterial Intermediat weisen nur begrenzt Ballistisch optimierte Eigenschaften auf. Die mittelharte Zone m erstreckt sich bis in das Führungsband 63 hinein. Die harte Zone h erstreckt sich über die Abknickstelle der Segmentfahnen 111 hinweg. Die weiche Zone w ist ausschließlich im Geschossboden 17 verortet.

[0098] Geschossfrontseitig unterscheiden sich die Projektile 1, welche aus dem rohrförmigen Intermediat 3 hergestellt werden von denen die aus Vollmaterial Intermediaten hergestellt werden dahingehend, dass die Geschossfront 53 eine kürzere Transitionsphase ausgehend von der Harten Spitze 29 hinsichtlich dem weichen Führungsband 63 aufweisen. In Figur 35 ist ersichtlich, dass die harte Geschossfront 53 bereits nach ca. 2/3 des Ogivenabschnitts beginnt in Richtung Geschossheck weicher zu werden und sich der initialhärte des Intermediats anzunäheren. Das Geschoss, gefertigt aus Vollmaterial (Figur 34) weist an der Geschossfront 53 eine gleichmäßig verteilte Härte auf, erst nach dem Abschnitt der Geschossfront 53 beginnt die Transitionsphase der Härte, welche sich über das ganze Führungsband 63 hinweg zieht. Der technische Effekt der kurzen Härte Transitionsphase in der Geschossfront 53 gemäß Figur 35 ist, dass sich die Segmentfahnen 111 maximal umbiegen können, ohne dass Risse in den umgebogenen Segmentfahnen 111 entstehen. Unbelastetes, oder auch ungehärtetes Material lässt sich in der Regel stärker schadlos verformen/verbiegen als belastetes.

[0099] Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Bezugszeichenliste

[0100] 

1

Projektil

3

Intermediat

4

Rohrabschnitt

5

angesenktes Intermediat

7

Matrize

9

Vorpressling

10

Pressling

11

Heckeinschnürung

13

Geschosskörper

17

Geschossboden

19

Ansenkung

21

Heckhohlraum

23

Kante

25

Intermediatsplanfläche

27

zentrale Einschnürung

29

Spitze

31

Stirnfläche

33

Bugfaltung

35

Öffnung

37

gegenüberliegenden Stirnfläche

39

Innenrohrfläche

41

Bugwand

43

Wandschlitze

45

Hohlraum

47

konisches Werkzeug

49

abgeschossenes, deformiertes Geschoss

51

Geschossheck

53

Geschossfront

55

Rohrhohlraum

57

Hohlraumgrundabschnitt

59

Heckhohlraumgrundabschnitt

61

Heckfase

63

Führungsband

65

Hohlzylinder

67

Hohlzylinderinnenfläche

71

Wandinnenfläche

73

Teilsegment

75

verjüngender Hohlraumabschnitt

77

Segmentkante

79

Führungsteil

80

Pressteil

81

Segmentflanke

83

Werkzeugschaft

85

Pressspitze/Führungsspitze

87

Außenmantelfläche

89

konkaver Formgebungsabschnitt

91

konvexer Formgebungsabschnitt

93

Matrizenzylinderinnenfläche

95

Verjüngung

97

Stirnseite

99

Auswerferseite Matrize

101

Frontseite

103

Transitionsbereich

105

Planbereich

107

Halteabschnitt/Rundbereich

108

Formgebungsabschnitt

100

Werkzeug

111

Segmentfahne

113

Metallkörper

117

Heckfüllstoff

119

Frontfüllstoff

L

Längsrichtung

P

Pressrichtung

a

Rohlingwandstärke

b

Heckhohlraumwandstärke

h

harte Zone

m

mittlere Zone

w

weiche Zone

Ansprüche

1. Projektil (1) mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm für Munition, insbesondere Deformationsgeschoss, Teilzerlegungsgeschoss, Teil- oder Vollmantelgeschoss, Hartkerngeschoss oder Leuchtspurgeschoss, wobei das Projektil (1) aus einem Intermediat (3) mit einem Rohrabschnitt (4) im Wesentlichen konstanter Wandstärke (a), der wenigstens 50% der Längserstreckung des Intermediats (3) ausmacht, mittels Kaltumformen, insbesondere Fließpressen, hergestellt ist.

2. Projektil (1), insbesondere nach Anspruch 1, mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm, insbesondere Deformationsgeschoss, Teilzerlegungsgeschoss, Teil- oder Vollmantelgeschoss, Hartkerngeschoss oder Leuchtspurgeschoss, wobei das Projektil (1) aus einem Intermediat (3) mit einem Rohrabschnitt (4) im Wesentlichen konstanter Wandstärke (a) hergestellt ist, wobei der Rohrabschnitt (4) wenigstens 50% der Längserstreckung des Intermediats (3) ausmacht und ein Rohrinnendurchmesser höchstens 50% eines Rohraußendurchmessers des Rohrabschnitts (4) beträgt.

3. Projektil (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm, insbesondere Deformationsgeschoss, Teilzerlegungsgeschoss, Teil- oder Vollmantelgeschoss, Hartkerngeschoss oder Leuchtspurgeschoss, wobei das Projektil (1) aus einem Intermediat (3) mit einem Rohrabschnitt (4) im Wesentlichen konstanter Wandstärke (a) hergestellt ist, wobei der Rohrabschnitt (4) wenigstens 50% der Längserstreckung des Intermediats (3) ausmacht und ein Innenquerschnitt des Rohrabschnitts (4) punktsymmetrisch ist, von einer Kreisform abweicht und in Längserstreckungsrichtung konstant ist.

4. Projektil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Außendurchmesser des Intermediats (3) im Wesentlichen dem Kaliber des Projektils (1) entspricht.

5. Projektil (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm, insbesondere Deformationsgeschoss, Teilzerlegungsgeschoss, Teil- oder Vollmantelgeschoss, Hartkerngeschoss oder Leuchtspurgeschoss, wobei das Projektil (1) aus einem Intermediat (3) mit einem Rohrabschnitt (4) im Wesentlichen konstanter Wandstärke (a) hergestellt ist und einen einen zentralen Hohlraum (45) umgebenden Geschossmantel umfasst, der eine sich insbesondere ogivenartig verjüngende Geschossfront (53) und ein daran anschließendes Geschossheck (51) mit einem massiven Heckbereich aufweist, der in einen Geschossboden (17) mündet, wobei eine gemittelte Härte am Geschossboden (17) wenigstens 103 %, insbesondere wenigstens 105 %, derjenigen gemittelten Härte entspricht, wenn das Projektil (1) aus einem massiven Intermediat (3) hergestellt wäre, und/oder wobei eine gemittelte Härte im Bereich eines den Hohlraum (45) umgebenden Mantelbereichs des Geschosshecks (51) höchstens 90 %, insbesondere höchstens 85 % oder höchstens 80 %, derjenigen gemittelten Härte entspricht, wenn das Projektil (1) aus einem massiven Intermediat (3) hergestellt wäre.

6. Projektil (1) nach Anspruch 5, wobei es sich bei den Härtewerten um oberflächennahe Werte handelt.

7. Projektil (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der den Hohlraum (45) umgebende Mantelbereich des Geschosshecks (51) ein einen maximalen Außendurchmesser des Projektils (1) definierendes Führungsband (63) zum Eingreifen in ein Zug-Feld-Profil eines Schusswaffenlaufs aufweist, wobei insbesondere eine gemittelte Härte des Führungsbands (63) über dessen gesamte radiale Tiefe weicher, insbesondere wenigstens 10 %, wenigstens 15 % oder wenigstens 20 %, weicher ist als diejenige gemittelte Härte, wenn das Projektil (1) aus einem massiven Intermediat (3) hergestellt wäre.

8. Projektil (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Geschossheck (51) in der axialen Projektion des Hohlraums (45) einen sich in Projektillängsrichtung (L) insbesondere bis zum Geschossboden (17) erstreckenden verfestigten Kernbereich mit höherer gemittelter Härte als an den Kernbereich angrenzende Geschossheckbereiche aufweist, dessen gemittelte Härte wenigstens 140 %, insbesondere wenigstens 150 % oder wenigstens 160%, derjenigen gemittelten Härte entspricht, wenn das Projektil (1) aus einem massiven Intermediat (3) hergestellt wäre.

9. Werkzeug (100) zum Pressen eines in einer insbesondere zylindrischen Matrize (7) eingesetzten Intermediats (3), das einen Rohrabschnitt (4) mit einem Hohlraum (45) mit im Wesentlichen konstantem Durchmesser aufweist, um ein insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildetes Projektil (1) mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm zu fertigen, umfassend einen Halteabschnitt (107) und einen sich verjüngenden Formgebungsabschnitt (108) mit einer Spitze (85), einem an die Spitze (85) anschließenden länglichen, wenigstens abschnittsweise gekrümmten, insbesondere konkav geformten, oder kegelförmigen Führungsteil (79) zum Führen des Werkzeugs (100) innerhalb des Hohlraums (45) des Rohrabschnitts (4) und einem daran vorsprungsfrei anschließenden wenigstens abschnittsweise gekrümmten, insbesondere konkav geformten, oder kegelförmigen Pressteil (80) unterschiedlicher Neigung zur Werkzeuglängsachse (L).

10. Werkzeug (100) nach Anspruch 9, wobei eine axiale Länge des Führungsteils (79) derart auf eine Innenabmessung des Rohrabschnitts (4) abgestimmt ist, dass das Werkzeug (100) am Übergang vom Führungsteil (79) in das Pressteil (80) eine Außenabmessung von bis zum 1,4-fachen des Durchmessers des Hohlraums (45) aufweist.

11. Werkzeug (100) nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine axiale Länge des Führungsteils (79) und/oder des Pressteils (80) wenigstens 80 % eines maximalen Radialabstandes des Hohlraums (45) beträgt.

12. Werkzeug (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dessen Querschnitt insbesondere im Bereich des Führungsteils (79) und/oder des Pressteils (80) punktsymmetrisch ist und von einer Kreisform abweicht.

13. Verfahren zum Fertigen eines insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildeten Projektils (1) mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm, bei dem ein Intermediat (3) mit einem Rohrabschnitt (4) im Wesentlichen konstanter Wandstärke (a) in eine insbesondere zylindrische Matrize (7) eingesetzt wird und das Intermediat (3) mittels eines insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 12 ausgebildeten Werkzeugs (100) derart kaltumgeformt, insbesondere mittels Fließpressen umgeformt, wird, dass wenigstens abschnittsweise der Außendurchmesser des Intermediats (3) im Wesentlichen konstant bleibt und das Projektilkaliber festlegt.

14. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 13, das dazu eingerichtet ist, ein nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildetes Projektil (1) herzustellen.

15. Verwendung eines rohrförmigen metallischen Intermediats (3) insbesondere aus Kupfer, Aluminium, Eisen, wie Weicheisen, Silber, Titan, Wolfram, Zinn, Zink, Magnesium, Blei, Kadmium oder Legierungen davon zum Herstellen eines insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildeten Projektils, insbesondere Deformationsgeschosses, Teilzerlegungsgeschosses, Teil- oder Vollmantelgeschosses, Hartkerngeschosses oder Leuchtspurgeschosses, mit einem Kaliber im Bereich von 4,6 mm bis 20 mm für Munition.

16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei ein nach einem der Ansprüche 9 bis 12 ausgebildetes Werkzeug (100) eingesetzt wird.

Zeichnung