DE3529123C1 - Process and device for producing explosive charges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her­ stellung von Sprengstoffkörpern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie hat auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum Gegenstand.

Ein derartiges Verfahren, das auch als Druckguß bezeich­ net wird, ist beispielsweise aus der DE-PS 12 07 842 bekannt. Der feste hochenergetische Sprengstoff ist dabei im allgemeinen Oktogen oder Hexogen, und das ge­ schmolzene Bindemittel TNT. Die Gießform kann auch durch die Ladungshülle gebildet sein.

Bei dem bekannten Verfahren wird das gesamte Gemisch in die Gießform gegossen und in einem Vorgang verdichtet. Durch die Reibung der festen Sprengstoffteilchen an­ einander und an der Wandung der Gießform wird der feste Sprengstoffanteil dadurch um so weniger verdichtet, je größer der Abstand vom Auflaststempel ist. Auf diese Weise entsteht ein Sprengstoffkörper mit einem im wesentlichen axial verlaufenden Dichtegradienten, der insbesondere bei schlanken Sprengstoffkörpern mit einem großen Längen/Durchmesser-Verhältnis zu einem um z. B. 5 bis 6% größeren Anteil des festen Sprengstoffs in der Nähe des Stempels führt gegenüber dem vom Stempel abgewandten Bereich.

Aus der DE-OS 25 04 756 ist es bekannt, das Verdichten eines festen Sprengstoffs in einer Form mit einem auf­ blasbaren Sack durchzuführen, wobei das Verdichten unter Verwendung eines jeweils kleineren Sacks in mehreren Stufen erfolgen kann. Dieses Verfahren ist auf den Druckguß nicht anwendbar. So besteht keine Möglichkeit, den geschmolzenen Anteil aus dem festen Sprengstoffanteil herauszupressen. Auch würde der geschmolzene Anteil den Sack verkleben.

Ferner ist es bekannt, geschmolzenen Sprengstoff, wie TNT oder Gemische von TNT und Ammonsalpeter und dgl., schichtenweise in eine Gießform einzufüllen und jede Schicht mit einem gekühlten, undurchlässigen Stempel unter Druck erstarren zu lassen (DE-PS 9 66 737). Nach diesem Verfahren wird also eine hohe Dichte des TNT bzw. TNT-Gemischs angestrebt, also im Gegensatz zum Druckguß weder eine hohe Konzentration an dem festen hochenergetischen Sprengstoff gegenüber dem TNT, noch eine gleichmäßige Verteilung von festem Sprengstoff und TNT in der Ladung.

Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, mittels Druckguß einen Sprengkörper mit einem hohen optimal verteilten festen Sprengstoffanteil herzustellen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Suspension aus festem Sprengstoff und Bindemittel nicht in einer Stufe verdichtet, vielmehr werden Teilmen­ gen der Suspension in die Gießform eingebracht, wobei nach dem Einbringen jeder Teilmenge eine Verdichtung mit einem Auflaststempel vorgenommen wird, der an seiner Stirnseite eine verschließbare Öffnung zur Zufuhr der Suspension in die Gießform aufweist.

Das Einbringen des Gemischs kann manuell erfolgen oder automatisch, vorzugsweise mit einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 2 bis 5. Das Gemisch kann, wie beim Druckguß üblich, mit einem Bindemittelüberschuß als gießfähige Suspension vorliegen, also z. B. ein Gemisch von 35 Gew.-% TNT und 65 Gew.-% Oktogen und/oder Hexogen sein. Statt TNT können auch andere Bindemittel, insbesondere aushärtbare Kunststoffe verwendet werden. Jedoch ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, praktisch ohne Bindemittelüberschuß zu arbeiten, also eine Paste aus z. B. 15 Gew.-% TNT und 85 Gew.-% Oktogen und/oder Hexogen in die Gießform z. B. mit einem Extruder einzubringen. Ferner kann zur Bildung der Teilmenge in jeder Stufe zunächst das geschmolzene Bindemittel und dann der feste Spreng­ stoff in die Gießform eingebracht werden. Da ein Teil des geschmolzenen oder aushärtbaren Bindemittels, also in der Regel TNT, nach dem Verdichten als Überstand vorliegt, kann das erfindungsgemäße Verfahren mit insgesamt relativ wenig Bindemittel durchgeführt werden. Die Verdichtung kann mit oder ohne Vibra­ tion von Auflaststempel und/oder Gießform erfolgen.

Die Anzahl der einzubringenden und zu verdichtenden Teil­ mengen bzw. Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist von der Geometrie und den Eigenschaften des betreffenden Spreng­ körpers abhängig. Zum Beispiel sind bei einem Sprengkörper mit einem kleinen Längen/Durchmesser-Verhältnis normalerweise weniger Stufen erforderlich, um eine hohe homogene Konzen­ tration des festen Sprengstoffs zu erreichen als bei einem schlanken Sprengkörper mit relativ großem Längen/Durchmes­ ser-Verhältnis. Falls es sich bei dem Sprengkörper um eine Hohlladung handelt, sind deren Eigenschaften, also die Aus­ bildung des Hohlladungsstachels, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren steuerbar, und zwar durch Schaffung von Bereichen unterschiedlich hoher Konzentration, wobei für Bereiche sehr hoher Konzentration entsprechend kleine und für Berei­ che weniger hoher Konzentration entsprechend größere Teil­ mengen eingesetzt und verdichtet werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Erhöhung der Konzentration des festen Sprengstoffs von mittels Druckguß hergestellten Sprengkörpern von 3% oder mehr gegenüber dem bekannten Verfahren erzielt. Weiterhin ist insbesondere bei sehr schlanken Sprengkörpern, wie Stangen, oder bei Spreng­ körpern mit stark unterschiedlichen Querschnitten eine hohe Homogenität der Verteilung des festen Sprengstoffs sichergestellt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch

Fig. 1a und 1b axiale Längsschnitte durch Gießformen mit verdichtetem Sprengstoff;

Fig. 2a und 2b axiale Längsschnitte durch eine Gießform mit einer Vorrichtung zur Sprengstoffzufuhr im geschlossenen bzw. geöffneten Zustand; und

Fig. 3 einen axialen Längsschnitt durch eine Gießform mit einem Auflast­ stempel, dessen Geometrie der gegenüberliegenden Stirnseite der Gießform angepaßt ist.

In Fig. 1a ist eine Gießform 1 dargestellt, mit der ein Sprengkörper 2 hergestellt wird, der im Bereich 3 mit der Auskleidung 4 einen erheblich größeren Querschnitt aufweist als in dem davon abgewandten Bereich 5, und zwar unter Bildung einer Hinterschneidung 6. Wenn ein derartiger Sprengkörper in einem Schritt verdichtet wird, ist im Bereich der Auskleidung 3 und insbesondere im Bereich der Hinterschneidung 6 die Konzentration an festem Sprengstoff geringer als in den übrigen Bereichen.

Erfindungsgemäß wird zur Herstellung des Sprengkörpers 2 daher zunächst eine solche Teilmenge des Gemischs aus festem Sprengstoff und geschmolzenem Bindemittel in die Gießform 1 eingebracht, daß nach dessen Verdichtung die obere Grenzfläche des festen Sprengstoffs bzw. die Stirnseite des (in Fig. 1a nicht dargestellten) Auflast­ stempels sich in Höhe der Linie I befindet. Alsdann wird die zweite Teilmenge eingegeben und verpreßt, so daß die obere Grenzfläche des festen Sprengstoffs bzw. die Stirnseite des Auflaststempels in Höhe der Linie II angeordnet ist. Alsdann wird der Auflaststempel unter Einwirkung atmosphärischen Überdrucks auf das geschmol­ zene Bindemittel, das als Überstand über dem verdichte­ ten festen Sprengstoffanteil vorliegt, entfernt und bei weiterer Unterdrucksetzung durch atmosphärischen Überdruck der geschmolzene Anteil erstarren gelassen, worauf er zu­ sammen mit der obersten Schicht des verdichteten Spreng­ stoffs als verlorener Kopf 7 in Höhe der Linie 7′ abge­ trennt wird.

Nach Fig. 1b ist die Gießform 1 zylindrisch ausgebildet, wobei vier etwa gleich große Teilmengen eingebracht wer­ den, die jeweils bis zur Linie I, II, III und IV verpreßt werden. Die auf diese Weise hergestellte Sprengstoffstange kann z. B. in Scheiben zerlegt und zur Herstellung von Über­ tragerladungen eingesetzt werden.

Gemäß Fig. 2a und 2b ist in der Mitte des mit Längsbohrun­ gen 8 und an seiner Stirnseite mit einem Sieb 9 versehenen Auflaststempels 10 eine Öffnung 11 vorgesehen, die durch ein Tellerventil verschließbar ist. Der Schaft 13 des Ven­ tiltellers 12 ragt dabei in die hohl ausgebildete Stange 14 des Auflaststempels 10. Am Umfang des Auflaststempels 10 und an der als Ventilsitz ausgebildeten Öffnung 11 ist jeweils eine Dichtung 15 bzw. 16 vorgesehen.

Auf diese Weise wird die erste Teilmenge 2′ des Gemisches bei geöffnetem Ventil über die hohle Stempelstange 14 in die Gießform 1 eingebracht und bei geschlossenem Ventil verpreßt (Fig. 2a). Danach wird der Stempel 10 hochgefahren und bei geöffnetem Ventil die nächste Teilmenge, wie durch die Pfeile 2′′ angedeutet, eingebracht (Fig. 2b). Diese Vor­ gänge werden wiederholt, bis der gesamte Sprengkörper ver­ preßt worden ist.

Das Ventil kann über den Ventilschaft 13 betätigbar sein. Es kann jedoch auch als Rückschlagventil ausgebildet sein, so daß es sich beim Verdichtungsvorgang automatisch schließt und beim Hochfahren des Auflaststempels 10 unter Zufuhr von neuem Gemisch automatisch öffnet. Das Einbringen und Verdichten kann auf diese Weise praktisch kontinuier­ lich durchgeführt werden.

Gemäß Fig. 3 ist zur Herstellung einer Hohlladung eine trichterförmige Auskleidung 4 in der Gießform 1 angeordnet, wobei die Stirnseite des Auflaststempels 10 entsprechend der Auskleidung 4 konisch ausgebildet ist. Nach Verpressen der ersten Teilmenge 2′ kann dadurch im Bereich der Aus­ kleidung 4 eine hohe Verdichtung des festen Sprengstoffs erreicht werden. Die übrigen Teilmengen können mit dem gleichen Stempel 10 verpreßt werden, wobei der dann gebil­ dete obere konische Bereich des festen Sprengstoffs nach dem Verpressen des gesamten Sprengkörpers mit dem verlore­ nen Kopf entfernt wird. Die Auskleidung 4 kann dabei durch andere Ladungseinbauten ersetzt sein.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Sprengstoffkörpern nach dem Gießverfahren, bei dem in eine Gießform eine Suspension aus einem festen hochenergetischen Sprengstoff und einem geschmolzenen oder flüssigen aushärtbaren Bindemittel eingebracht, der feste Sprengstoffanteil der Suspension mit einem hohlen, an seiner Stirnseite durchlässigen Auflaststempel verdichtet wird, der Auflaststempel nach dem Verdich­ ten der Suspension entfernt und das geschmolzene oder aushärtbare Bindemittel erstarren gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen der Suspension und das Verdichten des festen Spreng­ stoffanteils in mehreren Stufen durchgeführt wird und daß die Zufuhr der Suspension über eine an der Stirnseite des Auflaststempels befindliche verschließbare Öffnung erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflast­ stempel (10) zur Zufuhr des Gemischs eine hohle Stange (14) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (11) an der Stirnseite des Auflaststem­ pels (10) durch ein Tellerventil (Ventilteller 12) verschließbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (13) des Tellerventils sich in die hohle Stange (14) des Auflaststempels (10) erstreckt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite des Auflaststempels (10) der Geometrie der ihr gegenüberliegenden Stirnsei­ te der Gießform (1) angepaßt ist.