DE2842952C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor
richtung zum Pressen von pyrotechnischen Ladungen, z. B.
Leuchtsätzen, unter hohem Druck in einer Umhüllung mit
niedriger Festigkeit, z. B. aus Papier oder Pappe.
Gepreßte Illuminationsladungen, sogenannte Leuchtsätze,
werden hauptsächlich im militärischen Bereich als Beleuch
tungsquellen in Form von Leuchtbomben od. dgl. benutzt. Die
Leuchtsätze werden durch ein Geschoß oder ein Flugzeug in eine
bestimmte Höhe über den Erdboden gebracht und dann gezündet,
so daß sie auf ihrem Rückweg zum Erdbogen beim Abbrennen der
pyrotechnischen Ladung ein intensives Licht ausstrahlen, welches
die darunterliegende Bodenfläche beleuchtet. Um die Ab
stiegsgeschwindigkeit zu verringern, wird der Leuchtsatz
normalerweise von einem Fallschirm getragen.
Damit während des Abstiegs der Leuchtladung das Ab
brennen nur an der dem Erdboden zugewandten Endfläche er
folgt, werden die anderen Seiten des Leuchtsatzes normaler
weise durch eine isolierende Schicht umhüllt, die eine Zün
dung dieser Teile des Leuchtsatzes verhindert.
Es ist bekannt, als ein solches isolierendes Material
z. B. Epoxiharz in Mischung mit einem Füllstoff, z. B. Asbest,
zu verwenden. Die Umhüllung wird dann um den Leuchtsatz herum
gegossen, was jedoch einen aufwendigen und deshalb teuren Her
stellungsschritt bedeutet. Ferner können die Bestandteile des
Epoxyharzes Allergien mit Juckreiz, Schwellungen und Kopfschmer
zen für das Personal hervorrufen.
Unter anderem wegen dieser Nachteile wurden Versuche unter
nommen, Umhüllungen aus Papier, Pappe oder Karton für die Iso
lierung der Leuchtsätze zu verwenden. Aus Festigkeitsgründen war
es nicht möglich, die Leuchtsätze direkt in dünnwandige Papphülsen
hinein mit hohem Preßdruck zu verpressen. Dies liegt an den hohen
Reibungskräften, die zwischen dem Leuchtsatz und der Umhüllung
auftreten, wenn der Leuchtsatz verdichtet wird, da der ursprüng
lich als Pulver oder Granulat vorliegeden Leuchtsatz bei
Anwendung hoher Preßdrücke auf etwa die Hälfte seines Aus
gangsvolumens verdichtet wird, um eine niedrige Porosität
und eine hohe Festigkeit zu erhalten.
Um dieses Problem zu lösen, hat man entweder Papphülsen
mit extrem dicken und harten Wänden verwendet, was sich je
doch nachteilig auf die Qualität der Umhüllungen und die Brenn
eigenschaften des fertigen Leuchtsatzes auswirkt, oder man hat
auf andere Verfahren als Pressen zurückgegriffen, um die pyro
technische Ladung zu verdichten. Gemäß der schwedischen Patent
anmeldung 6 123/71 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Um
hüllung durch Stampfen anstatt durch Pressen gefüllt wird. Für
das Stampfen wird jedoch mehr Bindemittel benötigt, wodurch
sich die Eigenschaften des Leuchtsatzes verschlechtern. Wird
weniger Bindemittel verwendet, so erhält man eine ungenügende
Festigkeit.
Aus DE-AS 12 61 791 ist ein Verfahren zum Pressen einer
pyrotechnischen Ladung in eine Papphülse bekannt, ohne daß diese
faltig wird, indem man die Innenseite der Hülse mit einer dünnen
Folie aus Papier oder Kunststoff überzieht. Diese Folie faltet
sich beim Pressen und ergibt eine niedrige Reibung mit der Innen
wand der Hülse, so daß ein Preßkörper mit homogener Dichte er
halten werden kann. Die hierbei miteingeformten und angepreßten
Falten haben jedoch einen nachteiligen Einfluß auf die Festigkeit und
bewirken eine ungleichmäßige Brenngeschwindigkeit.
Aus der DE-PS 7 30 343 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von u. a.
Rauchkörpern bekannt, bei der ein pyrotechnischer Satz in eine
Preßform eingefüllt und mittels eines Preßstempels verdichtet wird.
Anschließend wird von oben her ein Stein in die bereits verdichtete
Ladung eingeführt
und auf diese Weise
die Enddichte festgestellt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen
eine pyrotechnische Ladung, z. B. ein Leuchtsatz, mit hohem
Druck auch in Umhüllungen mit niedriger Festigkeit, z. B. aus
Papier oder Pappe, gepreßt werden können, ohne daß diese
faltig werden oder reißen, und ohne daß spezielle Innenbe
schichtungen erforderlich sind. Diese Aufgabe wird mit den
in den Ansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeich
nungen näher erläutert, die schematisch die verschiedenen Ar
beitsschritte des erfindungsgemäßen Preßverfahrens zeigen,
und zwar Fig. 1 bis 5 für ein einseitiges Pressen und Fig. 6
und 7 für ein doppelseitiges Pressen.
Fig. 1 zeigt den Beginn
der Vorverdichtung,
Fig. 2 den Endzustand der Vorverdichtung,
Fig. 3 das Einführen der vorverdichteten Ladung in die Umhül
lung,
Fig. 4 das Endverdichten und
Fig. 5 das Ausstoßen des
fertigen Leuchtsatzes aus der Preßvorrichtung.
Fig. 5 und 6
zeigen das Vorverdichten bzw. Endverdichten mit zweiseitiger
Pressung.
In allen Figuren haben gleiche Teile gleiche Bezugszeichen.
Dargestellt sind die rohrförmige Preßform 1 als Hauptteil der
Preßvorrichtung, der bewegliche untere Preßstempel 2,
der obere Preßstempel 3 für das Vorverdichten, die Umhül
lung oder Hülse 4 aus Papier oder Pappe, und der Leucht
satz 5. Aus Fig. 1 bis 5 erkennt man, daß die Preßform
innen einen Preßraum 6 aufweist, der unten durch den be
weglichen unteren Stempel 2 und oben durch einen entfern
baren oberen Stempel 3 verschlossen ist. In Fig. 1 ist das
pulverförmige oder granulierte Material 7 für den Leuchtsatz
in dem Formhohlraum 6 zwischen den beiden Stempeln angeord
net. Am oberen Ende des Formhohlraums 6 befindet sich ein Ab
schnitt 8 mit größerem Durchmesser, wodurch ein ringförmiger
Raum gebildet wird, der die Papphülse 4 aufnimmt. Hierzu ist
die Länge des genannten Hohlraums in Axialrichtung gleich der
Länge der Papphülse, und die Dicke des Hohlraums entspricht
der Dicke der Papphülse, so daß die zylindrische Außenfläche
der Papphülse an der Innenwand des erweiterten Bereichs 8 an
liegt. Die Innenfläche der Papphülse bildet auf diese Weise
eine direkt fluchtende Fortsetzung der Innenfläche des rohr
förmigen Hohlraums der Preßform mit etwa dem gleichen Innen
durchmesser wie dieser. Der obere Stempel 3, der als Widerlager
beim Vorverdichten des Leuchtsatzes dient, hat einen Teil 9,
der an den Stirnflächen der Papphülse und der Preßform anliegt,
und einen Teil 10, der in die Preßform hineinragt mit einer
Länge, die der Länge der Papphülse entspricht. Während des Vor
pressens ist das Innere der Papphülse völlig durch den Teil 10
ausgefüllt. Wenn der Leuchtsatz nach dem Vorpressen in
die Papphülse eingeschoben wird, und während der Endver
dichtung, wird der obere Stempel durch eine Preßplatte 11
ersetzt, die an den Stirnflächen der Papphülse und der
Preßform anliegt und dadurch die Papphülse an ihrer Stelle
hält.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt. Der
Hohlraum der Preßform wird mit pulverförmigem Leuchtsatz
material gefüllt, und danach werden die Papphülse 4 und der
obere Stempel 3 an ihre Stelle gebracht. Danach erfolgt das
Vorverdichten des Leuchtsatzes durch axiales Verschieben
des unteren Stempels 2, wie durch den Pfeil in Fig. 1 ange
deutet. Der Vorverdichtungsdruck kann normalerweise 40 bis
100% des Druckes betragen, der erforderlich ist, um die für
den Anwendungszweck gewünschte Verdichtung des Leuchtsatzes
zu bewirken.
Wenn die Vorverdichtung beendet ist, vgl. Fig. 2, wird
der obere Stempel 3 ersetzt durch die Preßplatte 11. Das
Innere der Papphülse ist dann leer, und der Leuchtsatz be
steht bereits aus einem zylindrischen Körper mit flachen Stirn
flächen. Der Leuchtsatz wird dann in die Papphülse eingescho
ben, in dem der untere Stempel 2 weiterhin axial verschoben
wird (vgl. Fig. 3), bis die Preßplatte 11 ein Widerlager bildet.
Da der Vorverdichtungsdruck normalerweise niedriger
als der normale Preßdruck ist, ist auch der für das
Weiterpressen erforderliche Druck niedriger. Dies er
gibt eine geringe Gefahr der Zündung des Leuchtsatzes
durch Reibung an der Innenfläche der Preßform beim Ein
führen in die Papphülse.
In Fig. 4 ist der Leuchtsatz vollständig in die Papp
hülse eingeführt, und die Endverdichtung erfolgt durch
weiteres Aufwärtsbewegen des unteren Stempels 2 entsprechend
dem Pfeil mit dem vollen Verdichtungsdruck. Da der Leucht
satz außerhalb der Hülse vorverdichtet worden ist, ergibt
die Endverdichtung in der Hülse mit dem vollen Preßdruck nur
eine Bewegung von ca. 1% der Bewegung, die man ohne die Vor
verdichtung erhalten würde. Bei einer derart minimalen Preß
strecke werden Falten und andere Beschädigungen der Papphülse
völlig vermieden.
Zum Schluß wird der fertige Leuchtsatz aus der Preßvor
richtung ausgestoßen, vgl. Fig. 5. Auch dieses Ausstoßen er
folgt mit Hilfe des unteren Stempels 2, der in gleicher Rich
tung wie vorher weiterbewegt wird. Da hierbei die Reibung zwi
schen der isolierenden Umhüllung und der Innenwand der Preßform
stattfindet, kann diese Bewegung ohne Gefahr der Zündung vor
sich gehen.
Bei der vorstehenden Ausführungsform erfolgt das
Pressen in Form einer einseitigen Verdichtung, d. h. mit
einem beweglichen Stempel. Es ist jedoch auch möglich,
eine doppelseitige Verdichtung vorzunehmen, vgl. Fig. 6
und 7. In diesem Fall ist auch der obere Stempel axial
beweglich. In Fig. 6, die dem Zustand gemäß Fig. 1 ent
spricht, ist die Vorverdichtung des Leuchtsatzes darge
stellt, wobei sowohl der obere Stempel 12 als auch der
untere Stempel 2 axial in Pfeilrichtung bewegt werden.
Der obere Stempel 12 läuft durch einen Stützring 13, der
auf die obere Stirnfläche der Preßform aufgesetzt wird und
ein Widerlager für die Papphülse bildet, wenn der Leucht
satz nach der Vorverdichtung in die Papphülse eingeschoben
wird.
Fig. 7, die dem Zustand gemäß Fig. 4 entspricht, zeigt
die Endverdichtung des Leuchtsatzes ebenfalls durch doppel
seitige Verdichtungswirkung mit dem oberen und unteren Stempel.
Der Vorteil der doppelseitigen Verdichtung besteht darin, daß
eine höhere Endverdichtung erreicht werden kann, da die Ener
gieverluste durch Reibung verringert werden.
Um die endgültige Dichte des Leuchtsatzes noch zu steigern,
kann die Verdichtung unter Vakuum durchgeführt werden. Wenn der
Innenraum 6 der Preßform an eine Vakuumquelle angeschlossen
wird, kann der Gegendruck des eingeschlossenen Gases wesentlich
verringert werden, wodurch sich eine erhöhte Verdichtung des
fertigen Leuchtsatzes ergibt.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der
dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern Ab
änderungen und Ausgestaltungen sind im Rahmen der Erfin
dung möglich. So ist das Verfahren nicht nur für die
Herstellung von Leuchtsätzen, sondern auch für andere
Arten von pyrotechnischen Ladungen anwendbar, bei denen
hohe Anforderungen an Festigkeit und Brenneigenschaften
gestellt werden, z. B. Rauchsätze, die ebenfalls nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können.
Claims (10)
1. Verfahren zum Herstellen von gepreßten, mit einer Um
hüllung mit niedriger Festigkeit umgebenen pyrotechnischen
Ladungen mit Hilfe einer Preßvorrichtung, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Ladung außerhalb der Um
hüllung vorgepreßt und vorverdichtet und dann in die Um
hüllung eingeschoben und fertig verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der gesamte Preßvorgang in ein und
derselben Preßvorrichtung erfolgt, wobei das Vorpressen
in einem Teil der Vorrichtung erfolgt und die vorgepreßte
Ladung dann in einen anderen Teil der Vorrichtung, in welchem
vorher die Umhüllung eingesetzt wurde, bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Vorpressen mit einem
Druck erfolgt, der nicht höher ist als der zur Erzielung
einer dem Verwendungszweck genügenden Verdichtung not
wendige Druck.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Vorpressen mit einem Druck
erfolgt, der 40 bis 100% des zur Erzielung einer dem
Verwendungszweck genügenden Verdichtung notwendigen Druckes
beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ladung in einer rohrförmigen
Preßvorrichtung mit einem Preßstempel vorgepreßt und
mittels des gleichen Stempels in die Umhüllung eingeschoben,
fertig verdichtet und aus der Vorrichtung ausgestoßen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ladung in einer rohrförmigen
Preßvorrichtung mit zwei in der Preßform gegeneinander
bewegbaren Preßstempeln vorgepreßt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einer rohrförmigen
Preßform und einem oder mehreren Preßwerkzeugen, dadurch
gekennzeichnet, daß die rohrförmige Preßform
(1) mit einer Ausnehmung (8) zur Aufnahme einer Umhüllung
(4) versehen ist und ein oder mehrere Preßwerkzeuge (2, 3, 11, 12) auf
weist, die mit der rohrförmigen Preßform zum Vorverdichten der Ladung
(5) außerhalb der Umhüllung, zum Einschieben der Ladung um die Um
hüllung, zum Fertigverdichten und zum Ausstoßen der Ladung mit Um
hüllung aus der Preßform (1) zusammenwirken.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Preßwerkzeuge vorgesehen sind ein
erster Preßstempel (2), der axial in der rohrförmigen
Preßform (1) verschiebbar ist, ein zweiter Preßstempel (3),
der als Widerlager für die Vorverdichtung angeordnet ist,
und aus einer Preßplatte, die als Widerlager bei der End
verdichtung angeordnet ist, bestehen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Preßstempel (3) einen Teil
(9) aufweist, der an den Endflächen der rohrförmigen Preß
form (1) und der eingesetzten Umhüllung (4) anliegt, und
einen in die Preßform (1) hineinragenden, das Gehäuse (4)
ausfüllenden Teil (10) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Preßplatte (11) an den End
flächen der Preßform und der eingesetzten Umhüllung
anliegt.
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