FI72458C - Splittrande hoelje och foerfarande foer dess framstaellning. - Google Patents

Description

72458

Pirstoutuva vaippa ja menetelmä sen valmistamiseksi

Splittrande hölje och förfarande för dess framställning

Keksinnön kohteena on pirstoutuva vaippa, joka soveltuu räjähtävää sotatarviketuoretta varten ja jossa panos on pääasiallisesti suljettu vaippaan tämän pirstoamiseksi räjähdyksen avulla, kun panos sytytetään, ja menetelmä sen valmistamiseksi.

Tunnetaan ennestään erilaisia edellä mainittua tyyppiä olevia ammustuotteita, esim. kranaatteja tai käsin tai aseen avulla sinkau-tettavia tai maahan tai sen kaltaiseen sijoitettavia miinoja. Näiden tuotteiden yleisenä tunnusmerkkinä on pirstoutuva vaippa, toisin sanoen kuori, seinämä tai sen kaltainen, joka on tarkoitettu aikaansaamaan sirpalevaikutusta pääasiallisesti ennalta muotoiltujen sirpaleiden avulla, toisin sanoen lopulliseen muotoonsa ennen räjäh-dyspanoksen räjähtämistä muotoiltujen sirpaleiden avulla.

Ennestään tunnetuissa käsikranaateissa on esim. valamalla tehdyssä teräsvaipassa lovirivit, jotka enemmän tai vähemmän määräävät vaipan sirpaleiden muodon, kun vaippa hajoaa panoksen räjähtäessä. Tällaiset kokonaan metallia olevat vaipat ovat melko raskaita suhteessa räjähdyksen aiheuttaman pirstoutumisen seurauksena muodostuneiden sirpaleiden lukumäärään. Tällaisten vaippojen painon keventämiseksi ja valmistuksen yksinkertaistamiseksi on ennestään tunnettua valmistaa synteettisiin polymeeriseoksiin perustuvia yhdysra-kenteisia vaippoja, joihin on upotettu ennalta muotoiltuja metalli-sirpaleita .

Tämän tyyppisiä käsikranaattivaippoja on selitetty esim. US-oatentissa 2.762.303, ranskalaisissa patenteissa 1.237.193 ja __ — ΤΓ^ __ 2 72458 2.142.270, saksalaisessa patenttihakemuksessa 1.164.883 ja sveitsiläisissä patenteissa 388.141 ja 403.113.

Tällaisten vaippojen valmistamiseksi on ehdotettu erilaisia synteettisiä polymeerejä tai muoveja, jotka ovat sekä kestomuovi-että kertamuovityyppejä, ja on myös ehdotettu erilaisia menetelmiä vaippojen muotoilemiseksi esim. valamalla, ruiskupuristamal1 a tai puristusva 1 ama 11 a. Niinpä erään tunnetun menetelmän mukaan ensin muotoillaan kaksi polystyreenikuorta, joihin on upotettu metalli-kappaleita, minkä jälkeen nämä kuoret yhdistetään liimaamalla ja täten saatu vaippakomponentti lopuksi ruiskupuristamalla ympäröidään po1yetyy1 eenipää11ykse11ä.

Tällaiset aikaisemman tekniikan mukaiset menetelmät eivät käytännössä kuitenkaan ole osoittautuneet tyydyttäviksi, joko koska muovi vaippaan upotetut ja vaipan läpi tunkeutuvat metallisirpaleet epämääräisellä tavalla heikentävät vaippamateriaa 1ia, ja/tai ehdotettujen menetelmien toteuttaminen on huomattavan kallista, tai näitä menetelmiä ei ollenkaan voida soveltaa. Niinpä edellä mainituissa sveitsiläisissä patenteissa 388.141 ja 403.113 ehdotetun menetelmän mukaan metallisirpaleet upotetaan ensimmäistä muovimateriaalia olevaan kuoreen, jonka ympärille tämän jälkeen ruiskupuristetaan toista muovimateriaalia. Sirpaleita upotettuina sisältävän kuoren on kuitenkin oltava suhteellisen paksu, jotta se voitasi in myöhemmin päällystää toisella vaipalla ruiskupuristusta soveltaen, joten joko ontelotilavuus tulee liian pieneksi tai vaippa tulee liian raskaaksi. Menetelmä edellyttää edelleen useita valmistusvaiheita samoin kuin kalliita muotteja ja varusteita.

Keksinnön päätarkoituksena on aikaansaada pirstoutuvan vaipan uusi rakenne, jossa ennalta muotoillut metallisirpaleet eivät sanottavasti heikennä vaipan muovista seinämää.

Keksinnön toisena tarkoituksena on yhdysrakenteinen eli monoliittinen pirstoutuva vaippa, jossa on orgaanisesta polymeerimateriaalista tehty ulkokerros ja metallisirpaleista muodostettu sisäkerros .

Keksinnön mukainen pirstoutuva vaippa tunnetaansiitä, että vaippa yhdys-rakenteena käsittää orgaanista polymeeriseosta olevan ulkokerroksen ja sisäkerroksen, joka on muodostettu pääasiallisesti lukuisista metallisirpaleista, jotka pääasiallisesti yksinkertaisesti kerrostettuina riveinä ovat liittyneet ulkokerroksen sisäpintaan.

3 72458

Keksinnön tavoitteena on edelleen pirstoutuvien vaippojen entistä parempi valmistusmenetelmä, jonka mukaan vaipan sekä muovinen seinämä että ennalta muotoiltuja sirpaleita sisältävä vaipan osa valmistetaan yhdessä ainoassa puristusvaiheessa.

Menetelmä pirstoutuvan vaipan valmistamiseksi tunnetaan siitä, että vaippa on yhdysrakenteinen, jossa on ulkokerros orgaanista polymeeriseosta ja sisäkerros, joka on muodostettu pääasiallisesti lukuisista metallisirpaleista, jolloin (A) pannaan ennalta määrätty määrä polymeeriseosta hienoina hiukkasina, jotka kykenevät sulautumaan yhteen ja sulamaan korotetussa lämpötilassa, ja ennalta määrätty määrä metallisirpaleita kylmään kuorimuottiin, jossa on lämpöä johtava seinämä ja jonka sisäpinta on muotoiltu pääasiallisesti vastaamaan vaipan ulkomuotoa, jolloin mainittu polymeeriseoksen määrä riittää jatkuvan ulkokerroksen muodostamiseksi mainitulle pinnalle ja ja mainittu metallisirpaleiden määrä riittää mainitun sisäkerroksen muodostamiseksi pinnalle ja jolloin mainittujen sirpaleiden hiukkasten keskikoko on vähintään kaksi kertaa niin suuri kuin hiukkasten keskikoko, (B) suljetaan muotti ja pyöritetään sitä hitaasti vähintään kahden pyörähdysakselin ympäri, (C) kuumennetaan muottia väliaineella, jonka lämpötila on korkeampi kuin se lämpötila, joka saattaa mainitun polymeerin sulamaan muottia pyöritettäessä, (D) jatketaan kuumentamista kunnes muotin pintaan on muodostunut koossapysyvä ja pääasiallisesti tasainen kerros mainittua polymeeriseosta, jolloin mainittu pinta on peittynyt siihen tarttuneilla me-tallisirpaleilla pääasiallisesti yksinkertaisesti kerrostettuina riveinä, (E) jäähdytetään muottia, ja (F) poistetaan vaippa.

Keksintöä ei haluta sitoa mihinkään erityiseen teoriaan, mutta luultavaa on, että hienojakoinen polymeerikomponentti ennen täydel-listäsulamistaan kykenee toimimaan väliaikaisena erotus- tai irroi-tusaineena, joka estää metallisirpaleiden enmnenaik aisen kiinnitar-ttumisen muottiontelossa muodostuneeseen sulavaan tai yhteensulautu-vaan polymeerikerrokseen.

Keksinnön mukaisen menetelmän vaiheessa (A) käytettävän normaalitilassa, toisin sanoen ympäristön olosuhteissa kiinteän hienojakoisen, siis hiukkasista koostuvan polymeeriseoksen on oltava hienoina hiukkasina, joiden hiukkaskoko on enintään noin lmm, ja tämän seok- 4 72458 sen on kyettävä sulautumaan yhteen ja sulamaan lämpötilassa, joka on vähintään noin 100 °C, ja esim. rajoissa 100...250 °C ja sopivasti korkeampi kuin 100 °C.

Sanontoja "hienojakoinen polymeeriseos" ja "polymeerijauhe" käytetään tässä keskenään samanarvoisina ja vaihtokelpoisina, ja ne tarkoittavat edellä mainittuja hienojakoisia polymeeriseoksia, riippumatta polymeerin kulloinkin käytetystä tyypistä, (homopolymee -rit, sekapo1ymeerit ja näiden seokset) ja riippumatta ei polymeerisistä komponenteista, esim. stabiloimisaineista, katalysaattoreista, täyteaineista jne., mutta meta 11isirpa1 eita lukuunottamatta.

Tunnetaan ennestään markkinoilla saatavilla hienojakoisia polymeeriseoksia, joilla on tarvittava hiukkaskoko ja halutut yhteen-sulautumis- tai sulamisominaisuudet , ja näitä saadaan yleensä kaupallisina tuotteina esim. yleisiin muovai1uta rkoituksiin, jolloin ne voivat sisältää väri- ja/tai täytemateriaaleja, ristisi11 oituska-talysaattoreita ja muita lisäaineita. Edullisesti käytetään sellaisia hienojakoisia polymeeriseoksia, joiden hiukkasten maksimikoot ovat pienemmät kuin 1 mm, sopivasti 0,5 mm tai tätä pienemmät. Poly alkaaneihin , esim. polyetyleeniin perustuvien, varsinkin moniin keksinnön mukaisiin tarkoituksiin soveltuvien polymeeriseosten esimerkkeinä mainittakoon sellaiset polyalkaanit, jotka voidaan ristisil-loittaa katalyyttisesti , esim. peroksiyhdisteiden kuten peroksihap-pojen, peroksidien, jne. avulla korotetuissa lämoötiloissa, esim. noin 160...250 °C, tai soveltamalla muita sinänsä tunnettuja menetelmiä, esim. säteilyä kohdistamalla. Esimerkkeinä mainittakoon US-patentissa 3.891.597, kanadalaisessa patentissa 912.726 ja brittiläisessä patentissa 1.295.354 selitetyt ristisi1loittuvat polymeerimateriaalit.

Keksinnön mukaan käytetään metallisirpaleita, siinä keksinnön mukaisen pirstoutuvan vaipan metallihiukkasina, suhteellisen tasamuo-toisia terässirpa 1eita , joiden hiukkaskoko eli minimihalkaisija on suurempi kuin noin 1 mm, esim. 1,5...4 mm, mutta voidaan myös käyttää suurempia sirpaleita, joiden hiukkaskoko on jopa 10 mm tai tätä suurempi, riippuen vaipan paksuudesta kuten seuraavassa selitetään.

Metallisirpaleista käytetyllä sanonnalla "tasainen muoto" tarkoietaan, että sirpaleen korkeus, pituus ja leveys ovat likimain samat. Sirpaleet voivat olla esim. likimain kuutiomaiset tai yleisesti monisivuiset (säännölliset tai epäsäännölliset monisivuiset) ,

II

s 72458 lieriömäiset, pallomaiset tai pyöreät. Tällaisia pääasiallisesti säännöllisen muodon omaavia sirpaleita sanotaan seuraajassa "likimain pallomaisiksi" .

Määrätyn muotin panostamiseksi käytettävä määrä metallisir-paleita valitaan siten, että nämä sirpaleet voivat muodostaa polymee-rihiukkasten sulaessa muodostuvan polymeerikerroksen sisäpintaan pääasiallisesti tasaisen, tiivisti sulloutuneen kerroksen meta 11isirpa-leita, joista seuraavassa käytetään sanontaa "yksikerros". Tämän yksikerroksen paksuus on likimain yhtä suuri kuin pääasiallisesti samankokoisten sirpaleiden halkaisija ja sopivasti ei suurempi kuin metal 1 i s i rpa lei den noin kaksinkertainen halkaisija.

Polymeeri jauhetta ja metai1isirpaleita voidaan erikseen tai seoksena täyttää kylmään muottiin. Keksinnön mukaisen menetelmän eräs tärkeä tunnusmerkki on, että molempia näitä komponentteja on muotissa, kun tätä pyöritetään ja lämmitetään seuraavassa selitettävällä tavalla.

Polymeeri jauheen ja me ta 11isirpaleiden muodostaman muotti-panoksen eräs edullinen muoto on puriste, jossa metallisirpaleet sijaitsevat keskellä, kun taas polymeeri jauhe on mekaanisesti puristettu ympäröimään ja väliaikaisesti pidättämään sirpaleita. Tällaisen puristeen etuna on se, että puriste voidaan ennen sen sijoittamista muottiin lämmittää su 1 ami s 1ämpöti1 aa alempaan lämpötilaan niin, että seuraavaa valuvaihetta voidaan nopeuttaa ja valmistusjakson eli panostamisen, valamisen ja poistamisen kokonaisaikaa voidaan lyhentää.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan valmistetaan käsikranaattien esim. munamaisia tai pallomaisia pirstoutuvia vaippoja, joissa on vähintään yksi aukko sytyttimen sijoittamiseksi. Tämän aukon halkaisija on pinempi kuin vaipan maksimi sisähalkaisija. Keksinnön mukaisessa edullisessa vaipassa on sisätilavuus eli ontelo, joka riittää tavanomaisen erittäin voimakkaasti räjähtävän panoksen sopivan määrän ja sytyttimen sijoittamiseksi, jolloin sytytin voi olla sinänsä tunnettua joko hidastetusti toimivaa tyyppiä tai heti räjähtävää tyyppiä. Vaipan ja räjähdyspanoksen ja sytyttimen räjähtäessä vaippa hajoaa ja sirpaleet kiihtyvät siten, että ne toimivat projektiileina tavalla, joka sinänsä on tunnettu esim. US-patentista 2.762.303.

Tällaisen keksinnön mukaisen vaipan edullisen tyypin valmistamiseksi käytetään vähintään kahdesta muotin osasta koostuvaa kuorimuottia siten, että muodostunut vaippa voidaan poistaa muotista vaikeuksitta sen jälkeen, kun muotin osat on erotettu toisistaan.

6 72458

Haluttaessa voidaan tietenkin käyttää tavanomaisia muotin irroitusai-nei ta.

Seuraavassa selitetään yksityiskohtaisesti keksinnön mukaisessa menetelmässä edullisesti käytettävä kuorimuotti, jossa on kaksi muotin osaa ja kierteitetty tappi. Komponentit (polymeerijauhe ja metal1isirpaleet) voidaan panna muottiin joko erikseen tai kokoon-puristamattomana seoksena muotin kierteitetystä aukosta, joka voidaan sulkea kierteitety11ä tapilla. Komponenttien seosta käytettäessä puristeena edellä mainitulla tavalla, sijoitetaan tämä puriste tavallisesti muottiin ennen muotin osien kokoamista.

Keksinnön mukaan on todettu, että meta 11isirpa1 eiden keskimääräisen koon on yleensä oltava vähintään kaksi kertaa niin suuri kuin polymeerijauheen keskimääräinen hiukkaskoko. Pyörivää kuorimuot-tia tämän jälkeen lämmitettäessä polymeeriseoksen sulamislämpötilan yläpuolelle havaitaan, että muottiin muodostuu pääasiallisesti tasainen ja homogeeninen kerros polymeerimateriaalia, jossa ei käytännöllisesti katsoen ole mitään sisäänsu1autuneita meta 11isirpa1 eita. Vasta sen jälkeen, kun polymeerimateriaalin suurin osa on liittynyt koossa-pysyvään polymeerikerrokseen, tarttuvat metallisirpaleet tämän ennalta muodostuneen polymeerikerroksen sisäpintaan ja muodostavat siihen metallisirpalekerroksen.

US-patentin 2.762.303 selityksen vastakohtana ei keksinnön mukaisen vaipan polymeerikerros toimi sirpaleiden matriisina, vaan polymeerivaipan sisäpintaan kiinni tarttuneiden sirpaleiden muodostaman yksikerroksen ulkovaippana (ympäröivänä kerroksena).

Luullaan tämän yllättävän tuloksen aiheutuvan polymeeriseoksen hiukkasten väliaikaisesta irrotusvaikutuksesta, joka kohdistuu meta 11isirpa1 eisiin: kaikki liikkuvaan ja u lkopuo 1 ise sti lämmitettyyn kuorimuottiin painautuvat hiukkaset lämpenevät kylläkin, mutta lämpötilan ylittäessä polymeeriseoksen yhteensulautumis- eli sulamislämpötilan muodostuu ensin muotin sisäpintaan kiinnitarttuva kerros polymeerimateriaalia, ja tämä tahmea kerros peittyy jatkuvasti poly-meerihiukkasilla, jotka tarttuvat kiinni siihen, mutta eivät vielä ole sulaneet. Sulaneet polymeerihiukkaset pidättävät ilmeisesti paremmin vielä sulamattomia polymeerihiukkasia kuin meta 11isirpa 1 eita, joten nämä eivät situodu sulaan polymeerimateriaaliin niin kauan kuin vielä on olemassa riittävä määrä kiinteässä tilassa olevia polymeeri-hiukkasia muotin pintaan tarttuneen sulaneen polymeerimassan peittämiseksi .

7 72458

Keksinnön mukaisen menetelmän eräs tärkeä tekijä on yleisesti muotin riittävän hidas pyörimisnopeus lämmityksen aikana. Tunnettujen keskipakovalumenetelmien vastakohtana muotissa olevat komponentit eli polymeerihiukkaset ja metallisirpaleet eivät keksinnön mukaista mentelmaä sovellettaessa painaudu muotin seinämään keskipakovoimien vaikutuksesta. Tällaiset keskipakovoimat johtaisivat siihen haitalliseen tulokseen, että muotin seinämään painautuvat metallisirpaleet puristuisivat sulaan polymeerimateriaaliin ja sitoutuisivat valmiin vaipan ulkopintaan tai tämän läheisyydessä. Vaipan tällainen rakenne on ennestään tunnettu ja sillä on ede11 äesitetyt haitat, mutta sen sijaan keksinnön mukainen vaippa käsittää ulkopuolisen ja pääasiallisesti tiiviin polymeerikerroksen ja sisäisen meta 11isirpa 1ekerroksen , jonka sirpaleet käytännöllisesti katsoen eivät ole uponneet polymeeri-materiaaliin.

Sanonnalla "muotin hidas pyöriminen" tarkoitetaan sellaisia pyörimisnopeuksia, jotka eivät aiheuta sanottavia keskipako- ja keski-hakuvaikutuksia, toisin sanoen ei metai1isirpa 1 eiden mitään keskipakovoiman aiheuttamaa kiinnitarttumista. Pyörimisnopeudet voivat tällöin olla rajoissa noin l...noin 50 kierrosta minuutissa.

Polymeerikerroksen pääasiallisesta tasaisen paksuuden saavuttamiseksi muottia yleensä pyöritetään keikahtavalla tai vaappuvalla tavalla, toisin sanoen vähintään kahden eri pyörähdyskase1 in ympäri esim. muotin pystyakselin ja vaaka-akselin ympäri. Muotin eri akselien ympäri käytetyt pyörimisnopeudet voivat olla samat tai erilaiset, mutta molempien on oltava "hitaita" edellä selitetyssä mielessä.

Vaappuvasti pyörivä kuorimuotti lämmitetään ulkopuolisesti väliaineen, esim. kuuman ilman avulla lämpötiloihin, jotka johtavat polymeerihiukkasten yhteensulautumiseen ja sulamiseen ja haluttaessa myös ristisi11 oi11umiseen eli ristisilloituskatalysaattoreiden aktivoitumiseen lämmön vaikutuksesta. Edellä mainittua tyyppiä olevien polymeerien yhteydessä noin 120...160 °C lämpötilat aiheuttavat sulamista ja noin 160...250 °C aiheuttavat ristisi1loittumista.

Edullisesti käytetään katalytttisesti ristisi1loittuvia poly-alkaaneja tai polyalkyleenejä, jolloin sanonnalla "kataiyyttisesti" sopivasti tarkoitetaan esim. peroksiyhdisteen hajoamisen tuloksena muodostuneiden radikaalien laukaisemaa ristisi 1loittumista. Polymeerin ristisi1loittumisel1 a saavutetaan etuna keksinnön mukaisten vaippojen suurentunut lämpö- ja mekaaninen lujuus. Ristisi1loittumisen toisena etuna on, että lisääntynyt lämmönsiirto väliaineesta muotin seinämään 8 V2458 ja tämän läpi ei johda liian nestemäiseen sulamiseen, koska risti-silloittaminen pyrkii suurentamaai v iskosi tee11 ia . Soveltamalla risti-silloittamista, joka etenee vähitellen sitä mukaa, kun lämpötila nousee, voidaan polymeerikerros pitää riittävän viskoosisena tasaisen kerrospaksuuden saavuttamiseksi ja pysyttämiseksi myös hyvin pienillä pyörimisnopeuksilla.

Vaappuvasti pyörivän muotin lämmitys voidaan keskeyttää heti, kun polymeerikerros ja siihen tarttunut yksinkertainen kerros metalli-sirpaleita on muodostunut ja mahdollisesti sen jälkeen, kun polymeeri on osittain tai kokonaan ristisilloittunut, esim. 15...30 minuuttia lämmityksen alkamisesta. Jäähtymisen jäIkeen vaippa voidaan poistaa muotista erottamalla muotin osat toisistaan.

Tunnetaan ennestään laitteita kuorimuottien lämmittämiseksi ja niiden saattamiseksi vaappuvaan liikkeeseen kuten on esitetty esim. US-patenteissa 2.659.107 ja 3.676.037, sveitsiläisissä patenteissa 296.748 ja brittiläisissä patenteissa 766.828, 1.314.815, 1.352.701 ja 1.352.702. Näitä laitteita voidaan käyttää keksinnön mukaisen mentelmän soveltamiseksi edellyttäen, että suoritetaan edellä esitettyjen sslitysten vaatimat muunnokset varsinkin pyörimisnopeuden suhteen .

Keksinnön mukaisia vaippoja voidaan käyttää räjähtävien am-mustuotteiden kuten käsikranaattien, aseesta sinkautettavien kranaattien, sinkautettavien miinojen ja muun tyyppisten ammustuotteiden valmistamiseksi, joilta halutaan vaipan sirpaleiden aiheuttama taistelu-vaikutus. Tällaista käyttöä varten keksinnön mukaisen pirstoutuvan vaipan onteloon sijoitetaan räjähdyspanos ja sytytin.

Keksintö selitetään seuraavassa käsikranaattien tai aseesta sinkautettavien kranaattien yhteydessä, mutta keksinnön mukaisia pirstoutuvia vaippoja voidaan käyttää myös muuntyyppisinä ammuksia ja aseita varten, mukaan luettuna tykistö- ja rakettiammukset jne.

Keksintö ja sen tavoitteet selitetään seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten perusteella.

Kuvio 1 esittää puolikaaviollisena pysty leikkauksena keksinnön mukaista, käsikranaattia varten tarkoitettua pirstoutuvaa vaippaa.

Kuvio 2 esittää puolikaaviollisena pysty leikkauksena kuori-muottia kuvion 1 näyttämän vaipan valmistamiseksi keksinnön mukaisen menetelmän avulla.

Kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista kuorimuottia sen jälkeen, kun siihen on panostettu polymeerihiukkasia ja meta 11 isirpaleita.

9 72458

Kuvio 4 esittää puo1ikaavio11isena leikkauksena suurennetussa mittakaavassa muotin seinämän erästä osaa polymeerihiuk-kasten yhteensulautumisen aikana ennen meta 11isirpa1ekerroksen muodostumista .

Kuvio 5 esittää puo1ikaavio 11isena pysty1 eik k au k sena aseesta sinkautettavaa kranaattia, jossa on keksinnön mukainen pirstoutuva vaippa .

Kuvio 1 esittää vaakasuorana leikkauksena keksinnön mukaan valmistettua, käsikranaattia varten tarkoitettua pirstoutuvaa vaippaa 10. Tässä vaipassa 10 on pääasiallisesti homogeeninen kuori eli ulkokerros 11 polymeerimateriaalia, ja tähän kerrokseen 11 kiinni-tarttunut kerros 14 pääasiallisesti tasaisesti ja tiheästi jakautuneita rakeisia meta 11isirpaleita 12, jotka ovat kooltaan ja muodoltaan pääasiallisesti samanlaiset. Vaipan 10 yläpäässä on kierre 18 sytyttimen tai räjähdysnallin kiinnikiertämiseksi. Kerroksen 11 paksuus on vähintään yhtä suuri kuin meta 11isirpaleiden 12 keskihal-kaisija. Kerroksen 14 paksuus on likimain yhtä suuri tai jonkin verran suurempi kuin metallisirpaleiden 12 keskihalkaisija.

Kuvio 2 esittää yksinkertaistettuna leikkauksena kuorimuot-tia 20, joka soveltuu kuvion 1 mukaisen vaipan 10 valmistamiseksi. Muotin 20 sisäpinta 29 vastaa pääasiallisesti vaipan 10 ulkomuotoa. Muotti 20 koostuu kahdesta muotin osasta 201, 202, jotka pysytetään koossa tavanomaisin keinoin (ei näytetty) esim. kierteillä, kiinni-tyslaitteilla, jne. Yläpuolisen muotin osan 202 yläpää on suljettu kiinnikierretyllä ja kierteitety11ä tulpalla 27, joka myös toimii sydämenä vaipan 10 kierteen 18 muodostamiseksi. Muotti 20 tehdään sopivasti lämpöä johtavasta materiaalista, esim. metallista kuten teräksestä.

Kuvion 1 mukaisen vaipan 10 valmistamiseksi voidaan muottiin 20 täyttää po1ymeraa11ijauhe11a 33 ja meta 11isirpa1 eita 12, minkä jälkeen muotti suljetaan tulpalla 27 kuvion 3 näyttämällä tavalla. Vaihtoehtoisesti voidaan ennalta valmistettu seossijoittaa avattuun muottiin 20 jauhepuristeena , jossa sydänosana on meta 11isirpa1 eita. Tämä puriste 24 on kaavioi1isesti esitetty katkoviivoin kuviossa 2, mutta sillä ei tarvitse olla näytettyä kuutiomuotoa.

Muotti 20 asetetaan tämän jälkeen vaappuvaan liikkeeseen ei näytetyn ulkopuolisen laitteen avulla, esim. pyörittämällä muottia 20 akselin 301 ympäri (ensimmäinen liike) ja jatkuvasti muuttamalla 10 72458 akselin 301 sijaintia (toinen liike), esim. siirtämällä pyörähdysak-selia 301 lisäksi pitkin ympyrämäistä rataa 303. Pyörähdysakselin 301 asentoa ja sen liikettä voidaan tietenkin vaihdella halutulla tavalla esim. pyörittämällä akselia 301 muotin pituusakselin ympäri ja samanaikaisesti pyörittämällä sitä jatkuvasti säteittäistasossa.

Muotin vaappu 1iikkeen oleelliset ehdot on edellä mainittu, ja edellä mainituissa patenteissa on selitetty laitteet muotin saattamiseksi νθφμνθδη liikkeeseen.

Tämän jälkeen vaappuva muotti 20 lämmitetään lämpötilaan, joka riittää viereisten polymeerihiukkasten saattamiseksi tarttumaan muotin 20 valupintaan 29. Tämä lämpötila on polymeerin tyypistä riippuen rajoissa noin 120...280 °C, sopivasti rajoissa 130...250 °C.

Kuvio 4 esittää puo1ik aavio 11isesti muotin 20 seinämän irtileikattua osaa 40, jossa on valupinta 29. Kun (a) muotti 20 lämmitetään yhteen-sulautumislämpötiloihin, ja (b) muotti saatetaan vaappuvaan liikkeeseen, muodostuu pintaan 29 kerros 331 po 1 ymeerihiukkasista, jotka sulautuvat tähän pintaan. Kerroksen 331 sisäpinta on tahmea ja se peittyy jatkuvasti uusilla hiukkasilla 33, jotka puolestaan sulautuvat kerrokseen 331.

Meta 11isirpa 1 eet 12 eivät toisaalta tässä vaiheessa tartu kerrokseen 331, ilmeisesti kiinnitarttuvien hiukkasten 33 muodostaman peitekerroksen takia . Sen jälkeen, kun tahmean kerroksen 331 sisäpinta ei enää peity sulamattomilla polymeerihiukkasilla 33, ja muotin vaappuvan liikkeen jatkuessa, alkavat metal 1isirpaleet 12 tarttua kerrokseen 331 ja muodostaa siihen yksikerroksisen kerroksen, jossa toisin sanoen yksi ainoa kerros keskenään kosketuksissa olevia sirpaleita 12 on 1iimautuvasti liittynyt polymeerikerroksen 331 sisäpintaan. Toisaalta muotin vähitellen nouseva lämpötila ja toisaalta polymeerin ja metal1isirpaleiden eri tiheydet pyrkivät myötävaikuttamaan keksinnön mukaisen vaipparakenteen muodostumiseen.

Kun yksikerroksinensirpalekerros on muodostunut, mikä voidaan havaita esim. äänisignaalien avulla, ei muotin lisälämmitys saisi huomattavasti pienentää kerroksen 331 viskositeettia. Tällaista jatkuvaa lämmitystä voidaan mahdollisesti käyttää polymeraatin ristisil-loittamiseksi, mutta lämmitys on lopetettava heti, kun seurauksena voi olla viskositeetin huomattava pimeneminen.

Kuvio 5 esittää puo1ikaavio11isena leikkauksena aseesta sinkau-tettavaa kranaattia 50, jossa on keksinnön mukainen pirstoutuva vaippa 51, jonka sisäkerros 52 on muodostunut kiinni tarttuneista metallisir- 11 72458 paleista. Sytytin 56, joka voi olla aikasytytin tai iskusytytin, sytyttää erittäin voimakkaasti räjähtävästä aineesta tehdyn panoksen 55. Kranaattiin 50 on sinänsä tunnetulla tavalla sijoitettu ei näytetyn aseen poraukseen sovittuva tavanomainen sovitin 54 samoin kuin johdesiivet 57, 58.

Seuraavassa esitetään eräitä erikoisesimerkkejä, jotka havainnollistavat keksinnön mukaista mentelmää, mutta on muistettava, että näiden esimerkkien tehtävänä on ainoastaan havainnollistaa keksintöä, mutta ei mitenkään rajoittaa keksinnön ajatusta ja periaatteita. Kaikki prosenttiluvut tarkoittavat painoprosentteja.

Esimerkki 1

Kuvion 2 näyttämää tyyppiä olevassa segmentoidussa teräsmuo-tissa 20 valmistettiin kuvion 1 näyttämää yleistä muotoa ja rakennetta olevia pirstoutuvia vaippoja käsikranaatteja varten. Muotin osat 201, 202 puristettiin yhteen kiinnittimel1ä. Sen jälkeen, kun tulppa 27 oli kierretty irti ja poistettu, kaadettiin muottiin 20 huoneenlämmössä (10...30 °C) 35 g jauhemaista ristisilloittumiskykyistä polyety-leeniseosta (PE), jonka hiukkaskoko oli noin 500 ^um, ja 125 g teräs-sirpaleita eli noin 2100...3000 sirpaletta. PE seos oli massana värjättyä, tyyppiä CL 100/35 olevaa kaupallista tuotetta, jota toiminimi Philips Petroleum ja Kumpp. myy kauppanimellä "Marlex". Tämä tuote sisältää valmistajan ilmoituksen mukaan noin 0,5...noin 5 % peroksi-perusteista ristisilloitusainetta. Terässirpaleet valmistettiin leikkaamalla noin 2,2 mm paksusta teräslangasta kappaleita, joiden pituus oli noin 2,2 mm, minkä jälkeen nämä teräslankakappa 1 eet vasaroitiin pyöreäksi ja kovetettiin.

Polyetyleenijauhe ja terässirpaleet täytettiin yhteenkoottuun muottiin 20, joka suljettiin kierteitetyllä tulpalla 27, ja sijoitettiin tavanomaiseen vaappukehykseen, joka pantiin kuumailmauuniin. Vaappukehyksen käyttölaite oli asetettu muotin pyörittämiseksi 3,3 ...3,6 kierr/min sen pystyakselin ympäri, ja muotin pyörittämiseksi samanaikaisesti 10...12 kierr/min sen vaakasuoran akselin ympäri. Tämän jälkeen muottia 20 lämmitettiin ulkopuolisesti kuumalla ilmalla, jonka lämpötila oli 260...270 °C.

Lämmitystä jatkettiin 30 minuuttia näissä olosuhteissa; minkä jälkeen lämmitys lopetettiin, mutta pyörittämistä jatkettiin. Muotin jäähdyttyä alle noin 50 °C lämpötilan pyörittäminen keskeytettiin, muotin puoliskot erotettiin irroittamalla kiinnitin, ja tappi 27 kier- 12 72458 rettiin irti.

Saatuun pirstoutuvaan kranaattivaippaan täytettiin panos erittäin voimakasta räjähdysainetta ja vaippa suljettiin kiertämällä siihen tavanomainen aikasytytinlaite. Räjähtäessään vaippa hajosi ja terässirpaleet muodostivat suuren joukon suurella nopeudella eteneviä sirpaleprojektii1 ejä.

Kokeiluja varten tämän esimerkin mukaan valmistettu toinen vaippa leikattiin pystytasoa pitkin kahtia tutkimista varten, jolloin todettiin sillä olevan rakenne, joka pääasiallisesti oli piirustusten kuvion 1 mukainen. Kerroksen 11 paksuus oli noin 3 mm, ja sirpaleet olivat jakautuneet pääasiallisesti tasaiseksi yksikerrokseksi 14 kerroksen 11 sisäpinnalle, johon ne olivat tarttuneet lujasti kiinni.

Kerroksen 11 polyetyleenin tiheys oli 0,93 ja sen vetolujuus, joka määritettiin ASTM-standardien mukaan nopeudella 51 mm /min, oli 154 kp/cm . Kerroksen 11 polyetyleeniä kokeiltaessa todettiin ristisilloittumisasteeksi 93 %, mikä todettiin suorittamalla keittokoe tolueenissa, ja polyetyleeni oli riittävän lujaa kestääkseen ympäristön ääriolosuhteissa , toisin sanoen sen muotostabi1ititeetti oli hyväkorotetuissa lämpötiloissa eikä mitään haurastumusta havaittu alhaisissa lämpötiloissa, jotka olivat räjähtävien ammustuotteiden lämpötilarajoissa.

Esimerkki 2

Valmistettiin pirstoutuvia vaippoja esimerkissä 1 selitetyllä tavalla. Vaippojen muodostumisen tutkimiseksi valmistettiin eri näytteitä, mutta valmistetut näytteet poistettiin muotista vast. 5, 10, 15, 20 ja 25 minuutin kuluttua.

Tulokset, jotka saatiin leikkaamalla näytteet halki, osoittivat, että muotin sisäpintaan ensin muodostuu po1yety1eenipinnoite ilman mitään kiinnitarttuneita metallihiukkasia, ja että polyetyleeniker-roksen paksuus suurenee, kunnes koko polyety1eenijauhemäärä on sulanut, mikä tapahtuu pääasiallisesti ilman, että mitään meta 11isirpaleita sulkeutuu polymeerikerrokseen .

Vasta sen jälkeen, kun valtaosa polyetyleenijauheesta on sulanut kerroksen muodostamiseksi, tapahtuu polyetyleenikerroksen ja me-tallisirpaleiden välistä yhteensitoutumista , kunnes kaikki metallisir-paleet ovat liimautuneet polyetyleenikerroksen sisäpintaan. Tämä tapahtuu muotin lämpötilojen ollessa rajoissa 130...160 °C, ja on pää- 13 72458 asiallisesti sujunut loppuun 15...20 minuutissa. Uunissa olon viimeisen jakson aikana muodostuneen kerroksen rakenne ei muutu millään merkityksellisellä tavalla, ja muotin lämpötilojen ylittäessä noin 160 °C tapahtuu polyetyleenin ristisi11 oi11umista peroksikatalysaatto-rin aktivoituessa, minkä seurauksena polymeerimassan viskositeetti pysyy ennallaan tai jopa suureneekin, vaikka muotin lämpötila nousee jopa uunin maksimilämpötilaan.

Tässä selitettyjä suoritusmuotoja ja esimerkkejä voidaan sopivasti muunnella poikkeamatta keksinnön ajatuksesta, jonka mukaan saadaan muovivaippa, jossa on kiinnitarttunut sisäkerros metallisir-paleita. Niinpä voidaan polyetyleenin asemesta käyttää muita polymeerejä, jotka valitaan esim. kesto- ja kertamuovien joukosta ja joista mainittakoon polypropyleeni, polyamidit, polyasetaatit , polykarbonaa-tit, polyesterit, polyee11erit , aldehydin feno 1 ikondensaatit , melamii-nihartsit, karbamidihartsit ja muut sen kaltaiset polymeerit, jotka täyttävät edellä mainitut lujuus- ja käsi11e 1yvaatimukset. Sirpaleet voidaan valmistaa muista metalleista ja muun muotoisina. Edelleen voidaan vaipan muotoa, muottia ja valumenetelmää vaihdella edellä lueteltujen yleisten ehtojen puitteissa.

Vaikka siis keksinnön eräät edulliset suoritusmuodot on yksityiskohtaisesti selitetty keksinnön havainnollistamiseksi, eivät nämä mitenkään rajoita keksintöä, mikäli se toteutetaan seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (9)

1. Pirstoutuva vaippa (10), joka soveltuu räjähtävää sota-tarviketuotetta varten ja jossa panos on pääasiallisesti suljettu vaippaan tämän pirstoamiseksi räjähdyksen avulla, kun panos sytytetään, t u n n e t t u s i i t ä , että vaippa yhdysrakenteenä käsittää orgaanista polymeeriseosta olevan ulkokerroksen (11) ja sisäkerroksen (14), joka on muodostettu pääasiallisesti lukuisista meta 11isirpa 1 eista (12), jotka pääasiallisesti yksinkertaisesti kerrostettuina riveinä ovat liittyneet ulkokerroksen (11) sisäpintaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaippa, tunnet- t u s i i t ä , että ulkokerros (11) on ainakin osittain r i s -tisilloittunutta polyetyleeniä, että metallisirpaleet (12) ovat yleisesti pallomaisia, pääasiallisesti tasakokoisia teräshiukks-sia, jotka muodostavat sisäkerroksen (14) pääasiallisesti teräs-hiukkasia olevien metallisirpaleiden (12) yksinkertaiseksi kerrokseksi ja että ulkokerroksen (11) paksuus on vähintään yhtä suuri kuin sisäkerroksen muodostavien yksinkertaisesti kerrostettujen rivien paksuus.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaippa, t u n n e t -t u siitä, että sisäkerros (14) on pääasiallisesti yhtä paksu kuin teräshiukkasten keski1äpimitta.

4. Menetelmä pirstoutuvan vaipan (10) valmistamiseksi, joka vaippa soveltuu räjähtävää sotatarviketuotetta varten ja jossa panos on pääasiallisesti suljettu vaippaan sen räjähtämiseksi sytytettäessä, tunnettu siitä, että vaippa (10) on yhdys ra k entei-nen, jossa on ulkokerros (11) orgaanista polymeeriseosta ja sisäkerros (14), joka on muodostettu pääasi11 isesti lukuisista metalli-sirpaleista (12), jolloin (A) pannaan ennalta määrätty määrä polymeeriseosta hienoina hiukkasina (33), jotka kykenevät sulautumaan yhteen ja sula iriaan korotetussa lämpötilassa, ja ennalta määrätty määrä metai 1 isirpaleita (12) kylmään kuorimuottiin (20), jossa on lämpöä johtava seinämä (201, 202) ja jonka sisäpinta (29) on muotoiltu pääasiallisesti vastaamaan vaipan (10) ulkomuotoa, jolloin mainittu polymeeriseoksen määrä riittää jatkuvan ulkokerroksen (11) muodostamiseksi mainitulle pinnalle (29) ja mainittu netallisirpaleiden (12) määrä riittää ..........15 7245 8 mainitun sisäkerroksen (14) muodostamiseksi pinnalle (11) ja jolloin mainittujen sirpaleiden (12) hiukkasten keskikoko on vähintään kaksi kertaa niin suuri kuin hiukkasten (33) keskikoko , (B) suljetaan muotti (20) ja pyöritetään sitä hitaasti vähintään kahden pyörähdysakselin ympäri, (C) kuumennetaan muottia (20) väliaineella, jonka lämpötila on korkeampi kuin se lämpötila, joka saattaa mainitun polymeerin sulamaan muottia (20) pyöritettäessä, (D) jatketaan kuumentamista kunnes muotin pintaan (29) on muodostunut koossapysyvä ja pääasiallisesti tasainen kerros mainittua polymeeriseosta, jolloin mainittu pinta on peittynyt siihen tarttuneilla metallisirpaleilla (12) pääasiallisesti yksinkertaisesti kerrostettuina riveinä, (E) jäähdytetään muottia (20), ja (F) poistetaan vaippa (10).

5. P a te nttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, t u n n e t -t u s i i t ä , että metallisirpaleet (12) ovat pääasiallisesti pallomaisia ja edullisesti teräksestä.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 4-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeriseoksen hiukkaset ovat likimain pallomaisia ja että hiukkasten maksimihalkaisija on pienempi kuin noin 1 mm ja edullisesti pienempi kuin 300 jum.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että meta 11isirpa 1 eiden hiukkasten keskihalkaisija on rajoissa noin 1 ... n o i n 3 mm, mieluummin noin 2...noin 3 mm.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (D) muodostetun sulaa polymeeriseosta olevan koossapysyvän ulkokerroksen (11) paksuus on vähintään yhtä suuri kuin metallisirpaleiden (12) keskihalkaisija.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, vaiheessa (D) muodostuneen koossapysyvän ulkokerroksen (11) paksuus on enintään kaksi kertaa niin suuri kuin metallisirpaleiden (12) keskihalkaisija. 16 72458