CH669786A5

CH669786A5 -

Info

Publication number: CH669786A5
Application number: CH136/85A
Authority: CH
Inventors: Boo Bolinder; Hermann Schmid
Original assignee: Bofors Ab
Priority date: 1983-07-13
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1989-04-14
Also published as: BE901475A; SE451716B; DE3500784A1; GB8500386D0; FR2576014B1; SE8303955L; GB2169277A; SE8303955D0; US4597994A; US4654093A; GB2169277B; CA1227933A; FR2576014A1

Description

BESCHREIBUNG

-OH (I)

aufgebaut ist, wobei in der Formel I

R einen Rest darstellt, der sich von einem Polymerisationsinitiator ableitet und n einen solchen Wert hat, dass das Polyurethan der Formel I das weiter oben angegebene Molekulargewicht besitzt.

3. Verfahrennach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Treibladung solange im Fliessbett suspendiert hält, bis das gesamte langsam abbrennbare Material, das sich an der Oberfläche des Treibladungsmaterials befindet, polymeri-siert ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Oberflächen des Treibladungsmaterials mit einer Anzahl von übereinander liegenden Schichten eines langsam abbrennbaren Materials überzogen werden, wobei jede dieser Schichten zusätzlich zu dem filmbildenden polymerisierbaren Material und wässrigen Dispergiermittel für das genannte filmbildende Material einen oder mehrere Zusatzstoffe enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff ein Kühlmittel, ein flammdämpfendes Mittel oder ein Entkupferungsmittel ist.

6. Langsam abbrennbares Material zur Herstellung einer fortschreitend abbrennbaren Treibladung als Mittel zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ein in Wasser dispergierbares Polyurethan ist und auf dessen Basis vorliegt, wobei dieses Polyurethan eine Abbrennungsgeschwindigkeit aufweist, die geringer ist als die Hälfte der Abbrennungsgeschwindigkeit der Treibladung, dass es ein Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 6000 aufweist und aus einem aliphatischen Isocyanat und einem Caprolacton-Polyester der allgemeinen Formel I

■OH (I)

aufgebaut ist, wobei in der Formel I

R einen Rest darstellt, der sich von einem Polymerisationsinitiator ableitet, und

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer fortschreitend abbrennbaren, mit einem langsam abbrennbaren Material beschichteten Treibladung für Rohrwaf-25 fen. Insbesondere dient diese Treibladung für Kanonen oder zur Verwendung in der Artillerie. Bisher bevorzugte, nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Treibladungen sind solche, die in körniger Form oder in Form von auf kürzere Längen zerschnittenen stabförmigen oder rohrförmigen Materia-30 lien vorliegen. Speziell bevorzugt liegt die Treibladung in Form einer sogenannten rohrförmigen Treibladung vor.

Ebenfalls bezieht sich die Erfindung auf ein langsam abbrennbares Material zur Herstellung einer fortschreitend abbrennbaren Treibladung als Mittel zur Durchführung des erfindungsge-35 mässen Verfahrens.

Unter dem Ausdruck «langsam abbrennende Beschichtung einer Treibladung» versteht man, dass eine oder mehrere Oberflächen der Treibladung, die sonst für die Verbrennung zugänglich wären, mit einem langsamer abbrennenden, beziehungs-40 weise schwieriger verbrennbaren oder überhaupt nicht verbrennbaren Material beschichtet sind, so dass die Treibladung gezwungen wird, ausschliesslich entlang derjenigen Oberflächen abzubrennen, die nicht mit dem langsam abbrennenden oder nicht abbrennenden Material beschichtet sind. 45 Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere bei der Herstellung von fortschreitend abbrennenden Treibladungen anwendbar, welche entweder die Form von fortschreitend abbrennenden, kreuzweise gelöcherten oder perforierten stabförmigen Körpern oder andererseits die Form von fortschreitend 50 abbrennenden rohrförmigen Formkörpern aufweisen.

Die hier erwähnten kreuzweise perforierten oder durchlöcherten stabförmigen Treibladungen bestehen gewöhnlich aus relativ grossen Stäben mit vorzugsweise im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, die eine sehr grosse Anzahl an Perforierun-55 gen aufweisen, die sich längs durch die Stäbe oder mindestens den Hauptteil der Dicke der Stäbe erstrecken. Derartige Treibladungen können als Treibladungen in Teilen von Kanonen eingesetztwerden. In diesem Fall wird die Ladekammer oder die Hülse der Kanone mit einer Anzahl derartiger Treibladungsstäbe 60 der angegebenen Art gefüllt, wobei die Treibladungsstäbe eng aneinander liegen. Die Vorteile einer derartigen Treibladung bestehen darin, dass sie fortschreitend abbrennt, d. h. dass die Oberfläche, die für die Verbrennung zur Verfügung steht, bei fortschreitendem Abbrennen der Treibladungsstäbe ständig 65 grösser wird, und zwar nicht nur über die äussere Oberfläche der Treibladungsstäbe, sondern auch über die Oberfläche innerhalb der Perforierung oder der vorhandenen Durchlöcherung. Das fortschreitende Abbrennen einer derartigen Treibladung kann

erhöht werden, wenn die Aussenseite der Treibladungsstäbe mit einer schwer verbrennbaren Beschichtung oder einer nicht brennbaren Beschichtung beschichtet wird. Dies bedeutet, dass die Treibladung mit einer langsam abbrennenden Beschichtung versehen wird, so dass die Verbrennung nur innerhalb der Perforationen oder der Durchlöcherungen abläuft.

In der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Ausdruck «langsam abbrennendes Material oder langsam abbrennende Beschichtung» ein solches Produkt verstanden, welches langsamer abbrennt als das Material des Treibmittels, einschliesslich solcher Produkte, die überhaupt nicht abbrennen. Der Ausdruck «langsam abbrennendes Material» umfasst also auch Produkte, die als «nicht treibkräftiges Material» bezeichnet werden.

Eine andere Art einer fortschreitend abbrennenden Treibladung für die Artillerie oder für Kanonen, ist eine Treibladung, die in Form einer sogenannten röhrenförmigen Treibladung vorliegt. Derartige Treibladungen besitzen gewöhnlich die Form von relativ kurzen Stücken von Treibladungsrohren, die mit einem oder mehreren, sich im wesentlichen kontinuierlich erstreckenden länglichen Kanälen versehen sind. Üblicherweise werden derartige rohrförmige Treibladungen völlig ungeordnet als Ladung eingeführt. Das fortschreitende Abbrennen von derartigen rohrförmigen Treibladungen oder Treibladungsröhr-chen kann ebenfalls verbessert werden, indem man die Aussenseite der Treibladungsrohre mit einer schwer brennbaren Beschichtung oder einer nicht brennbaren Beschichtung versieht, d. h. mit einem langsam abbrennenden Material, zu dem auch die nicht treibkräftigen Materialien gehören.

Die unterschiedlichen Grössen der durchgehenden oder im wesentlichen durchgehenden Perforierungen einer in Form von Stäben vorliegenden Treibladung, oder einer aus Rohren oder Röhrchen aufgebauten Treibladung führen dazu, dass Modifikationen beim Herstellungsverfahren derartiger Produkte nötig sind.

Die Lebensdauer der Oberfläche von üblichen Kanonen oder Geschützen für die Artillerie ist im allgemeinen relativ lang, was zum Teil darauf zurückzuführen sein dürfte, dass Teile der Geschütze oder Kanonen im allgemeinen gegenüber einer Abnützung sehr widerstandsfähig sind und zum Teil auch darauf zurückzuführen sein dürfte, dass der Stückpreis für Teile der Geschütze, beziehungsweise der Geschütze selbst, sehr hochist. Im Gegensatz dazu ist die Lebensdauer für Munition, die zur Verwendung in derartigen Geschützen vorgesehen ist, wesentlich kürzer.

Aus diesem Grunde versucht man immer zuerst die Schlagkraft einer Artillerie zu verbessern, indem man die Qualität der Munition verbessert. Eine Erhöhung im Bereich eines bestimmten Artilleriesystems, Kanonensystems oder Gewehrsystems muss erreicht werden, ohne dass der maximale Druck im Geschützrohr oder Gewehrlauf denjenigen Wert überschreitet, für den der Geschützlauf oder Gewehrlauf konstruiert wurde.

Dieser maximale Druck im Geschützrohr oder Gewehrlauf wird mit

Pmax bezeichnet.

Selbst in den Fällen, wo absolut neue Konstruktionen an Geschützen eingesetzt werden, muss der Wert von Pmax möglichst weitgehend eingeschränkt werden, weil irgendeine Erhöhung des Wertes von Pmax diejenigen Anforderungen erhöht, die an die Festigkeit eines Geschützrohres und an den Mechanismus des Geschützes gestellt werden müssen.

Die Reichweite eines bestimmten Geschützsystems oder Gewehrsystems kann erhöht werden, indem man die Auswurfgeschwindigkeit des Projektils erhöht oder indem man die ballistischen Eigenschaften verbessert.

Die Ausstossgeschwindigkeit des Projektils wird mit V„

bezeichnet. In der Regel versucht man, sowohl die Auswurfge669 786

schwindigkeit des Projektils als auch die ballistischen Eigenschaften zu verbessern.

Um eine Steigerung der Ausstossgeschwindigkeit V0 bei einem konstant gehaltenen Gewicht des Projektils zu erreichen, muss die Verbrennung der Treibladung in Übereinstimmung mit einer Druck-Zeit-Kurve ablaufen, und zwar mit einer relativ grossen Arbeitsoberfläche. Bei einem vorgegebenen Geschützsystem, das die Beschränkungen aufweist, die immer durch den Wert für den Maximaldruck Pmax, das Volumen der Ladekammer und das Gewicht des Projektils hervorgerufen werden, kann dies erreicht werden, indem man die Dichte der Ladung, die kalorische Kraft der Treibladung oder deren fortschreitendes Abbrennen erhöht.

Ein idealer Zustand wäre erreicht, wenn während des Abbrennens des Treibmittels eine Druck-Zeit-Kurve in Form eines Trapezoides in dem Geschützlauf erreicht werden könnte. Dadurch könnte nämlich die optimale Ausnützung der Festigkeit des Geschützlaufes und des Projektils erreicht werden. Ferner sollte die Verbrennungsgeschwindigkeit der Treibladung so angepasst werden, dass sie spät genug zu brennen aufhört, damit der Druck an der Mündung des Geschützrohres annehmbar ist.

Eine Druck-Zeit-Kurve in Form eines Trapezoides während der Verbrennung der Treibladung bedeutet, dass der Anstieg des Volumens, der hinter dem Projektil während seiner Bewegung durch das Geschützrohr stattfindet, kontinuierlich durch eine entsprechende Gasproduktion aus der Treibladung ausgeglichen wird. Dies ist jedoch nur unter der Voraussetzung erfüllt, dass die Gasproduktion aus der Treibladung nach und nach in dem Rhythmus mit der Verbrennung der Treibladung ansteigt. Eine Treibladung, welche diese spezielle Eigenschaft besitzt, muss dementsprechend fortschreitend abbrennen, d. h. mit einer steigend höheren Abbrenngeschwindigkeit.

Bei einer aus Körnern zusammengesetzten Treibladung kann ein fortschreitendes Abbrennen dadurch erreicht werden, dass man den Körnern eine solche geometrische Form gibt, dass die zur Verbrennung zur Verfügung stehende Fläche nach und nach ansteigt, sobald die äusseren Schichten der Treibladung abbrennen. Beispiele für derartige Treibladungen sind die Perforationstreibladungen mit der Bezeichnung3, 7,19 und 37, d. h. kurze Treibladungsrohre, die mit einer entsprechenden Anzahl an Kanälen versehen sind, die sich kontinuierlich und zueinander parallel durch diese Rohre erstrecken.

Bei einer anderen Ausführungsart zur Herstellung einer fortschreitend abbrennenden körnigen Treibladung werden insbesondere die Verbrennungseigenschaften der äusseren Schichten der Treibladung modifiziert, indem man eine Oberflächenbehandlung unter Verwendung verschiedener Arten an Weichmachern mit niedrigem Molekulargewicht durchführt. Weichmacher besitzen jedoch ganz allgemein die Neigung, sich in einem Produkt zu bewegen, also zu migrieren. Aus diesem Grund kann dieses Verfahren nur bei solchen Treibladungen angewandt werden, die weniger als 10 bis 12% eines Weichmachers des Typs Glycerin-Trinitrat enthalten oder eines entsprechenden Weichmachers.

Andere Methoden müssen bei Treibladungen angewandt werden, die selbst einen hohen Gehalt an Weichmachern aufweisen, und zu diesem Zweck setzt man dann langsam abbrennende Materialien oder nicht treibkräftige Materialien ein. Bei einer dieser bisher angewandten Arbeitsmethoden wurden bestimmte Oberflächen von Körnern der Treibladung und insbesondere ihre äusseren Oberflächen mit einer Beschichtung eines langsam abbrennenden Materials oder einer langsam abbrennenden Substanz, einschliesslich von nicht treibkräftigen Materialien beschichtet, wobei durch eine solche Beschichtung die Entzündung der mit dem langsam abbrennenden Material beschichteten Oberflächen der Treibladung verhindert oder zumindest wesentlich verzögert wird.

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Eine unbedingt zu erfüllende Anforderung, die an einen Inhibitor gestellt werden muss, ist diejenige, dass dieser ein so hohes Molekulargewicht aufweisen muss, dass er nicht wandern kann.

Wenn beispielsweise eine aus Röhren oder Röhrchen aufgebaute Treibladung eine langsam abbrennende oder nicht treibkräftige Beschichtung an der Aussenseite und im Bereich der Enden erhalten kann, dann kann dadurch erreicht werrden, dass die Treibladung zuerst nur entlang der Innenseite der Perforationskanäle abbrennt und dies führt dazu, dass nach und nach grössere Brennflächen zur Verfügung stehen. Wenn ausserdem die langsam abbrennende Beschichtung so formuliert wird, dass sie zu einer geeigneten Zeit durchbrennt, dann steigt die brennende Oberfläche der Treibladung plötzlich genau zu diesem Zeitpunkt an. Eine solche verzögerte Zündung eines bestimmten Teiles der Oberfläche derTreibladung muss daher so angepasst sein, dass diese zu dem Zeitpunkt stattfindet, wo der maximale Wert für den Druck, also Pmax erreicht ist oder unmittelbar nach der Erreichung des maximalen Wertes für den Druck.

Natürlich ist die Anforderung für ein reproduzierbares Ablaufen des Abbrennens im wesentlichen unumgänglich, weil langsam abbrennende Mittel dieser soeben beschriebenen Art in Betracht gezogen werden. Das Abbrennen von langsam abbrennenden Mitteln in Abhängigkeit vom Druck ist deshalb vorteilhaft, weil dadurch die Einstellung der für das Durchbrennen benötigten Zeit erleichtert wird.

Zusammenfassend kann daher gesagt werden, dass man ein aus Körnern aufgebautes Treibmittel so gestalten kann, dass es fortschreitend, d. h. mit immer grösserer Verbrennungsgeschwindigkeit, abbrennt, indem man entweder eine geeignete geometrische Form für die Körner des Treibmittels auswählt oder indem man verschiedene Methoden der Oberflächenbehandlung durchführt. Natürlich kann eine geeignete geometrische Form auch mit einer geeigneten Oberflächenbehandlung kombiniert werden.

Stabförmige Treibladungen können zu einem fortschreitenden Abbrennen nach Arbeitsverfahren gebracht werden, die den hier oben besprochen bereits erwähnten entsprechen. Zu diesem Zwecke versieht man sie z. B. mit einer grossen Anzahl an Durchlöcherungen oder Perforierungen, die alle dazu führen, dass die Treibladung entlang dieser Durchlöcherungen oder Perforierungen abbrennt, wodurch natürlich nach und nach diese Löcher oder Perforierungen weiter werden und dementsprechend eine grössere Abbrennfläche mit fortschreitendem Abbrennen zur Verfügung gestellt wird.

Die Perforierungen erstrecken sich gewöhnlich in Längsrichtung durch die Treibladungsstäbe. Bereits im Jahre 1895 wurde in der Britischen Patentschrift Nr. 16 861 eine perforierte stabförmige Treibladung der angegebenen Art beschrieben, d. h. eine solche, die zu einem fortschreitenden, also immer schneller werdenden Abbrennen führte. Diese dort beschriebene Treibladung konnte in günstiger Weise verwendet werden, wenn eine hohe Ladungsdichte und ein progressives Abbrennen der Treibladung erwünscht war.

Theoretische Berechnungen haben eindeutig gezeigt, dass mit unveränderten Ladungsgewichten beschränkte Erhöhungen der Ausstossgeschwindigkeit des Projektils V0 erreicht werden können, indem man nur eine fortschreitend abbrennende Treibdung einsetzt. Die gleiche Berechnung zeigt jedoch auch, dass eine Möglichkeit zur wesentlichen Erhöhung der Auswurfgeschwindigkeit des Projektiles V0 für ein Geschützsystem oder Gewehrsystem erreicht werden kann, ohne dass ein vorgegebener Maximaldruck Pmax überschritten wird, die darin besteht, dass man eine Kombination von Ladungen einführt, die höhere Ladungsgewichte besitzen und die aus Treibladungen bestehen, die mit unterschiedlich beschleunigter Abbrenngeschwindigkeit abbrennen.

Um eine maximale Nützlichkeit einer Treibladung der oben beschriebenen Art zu gewährleisten, und zwar unabhängig davon, ob die Treibladung in Form von Rohren, in Form von Röhrchen oder von durchlöcherten stabförmigen Formkörpern 5 vorliegt, muss die Treibladung mit einer langsam abbrennenden Beschichtung versehen werden, damit diese Treibladung nur entlang der inneren Wände der Perforationen oder Kanäle abbrennt, und zwar mindestens während des Beginnstadiums des Abbrennens der Ladung, bis der Maximaldruck Pmax erreicht io ist.

Eine Substanz, die als langsam abbrennende Beschichtung oder nicht treibkräftige Beschichtung für eine Treibladung eingesetzt wird, muss eine Anzahl von Anforderungen erfüllen.

Das langsam abbrennende oder nicht treibkräftige Material 15 muss mit dem Material der Treibladung verträglich sein und es darf die Beständigkeit des Materials der Treibladung selbst nach einer langen Lagerungsperiode nicht vermindern. Ferner darf auch die Einwirkung des Treibladungsmittels auf das Treibladungsmittel nur zu einem geringen Ausmass stattfinden, so dass 20 das Treibladungsmittel nur eine geringe Menge an Nitratestern enthalten darf, wie zum Beispiel Glycerinnitrat und auch nur eine geringe Menge an Moderatoren, beziehungsweise Weichmachern enthalten darf, wie zum Beispiel Triacetin, wenn es sich im Gleichgewichtszustand befindet.

25 Das langsam abbrennende Material, beziehungsweise nicht treibkräftige Material muss ferner eine ausreichende Haftung an dem Treibladungsmaterial besitzen, damit durch eine mechanische Beanspruchung des Produktes solche Oberflächen nicht freigelegt werden, die vorher mit einer Beschichtung aus dem 30 langsam abbrennenden Material, beziehungsweise nicht treibkräftigen Material beschichtet worden waren. Die Freilegung von solchen einstmals beschichteten Oberflächen würde nämlich zu ungleichmässigen ballistischen Ergebnissen führen. Am besten wäre es natürlich, wenn das Material der langsam abbren-35 nenden Beschichtung oder nicht treibkräftigen Beschichtung chemisch an die Oberfläche des Materials der Treibladung gebunden wäre.

Des weiteren müssen die Materialien der langsam abbrennenden oder nicht abbrennenden Beschichtung einen solchen Koef-40 fizienten der Längsausdehnung besitzen, der in der gleichen Grössenordnungist, wie derjenige des Treibladungsmaterials. Falls Unterschiede in dem Ausdehnungskoeffizienten bestehen, dann dürfen sie nur so gross sein, wie es die Elastizität zulässt.

Das langsam abbrennende oder nicht treibkräftige Material 45 muss ferner vollständig oder zu einem wesentlichen Teil in gasförmige Produkte umgewandelt werden, welche den Funktionsmechanismus für den nächsten Schuss nicht stören und falls möglich soll dieses Material auch keine Rauchbildung hervorrufen.

so Des weiteren können an das langsam abbrennende Material oder nicht treibkräftige Material noch eine Anzahl von Anforderungen ausschliesslich vom Gesichtspunkt der Herstellung gestellt werden, und zu diesen Anforderungen gehören die folgenden:

55 1. Das Material muss es möglich machen, dass eine reproduzierbare Aufbringung in einer dünnen Schicht entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden kann.

2. Das Material muss mit relativ grossen Mengen an Füllstoffen oder Kühlmitteln vermischbar sind.

60 3. Das Material muss frei von entzündbaren Komponenten und frei von Komponenten sein, die die Umwelt belasten.

Aufgrund dieser Anforderungen, die vom Gesichtspunkt der Produktion gestellt werden, kann man annehmen, dass es möglich wäre, ein geeignetes Polymermaterial auszuwählen, das zu 65 diesen Zwecken geeignet ist. Im Zusammenhang mit Polymermaterialien müssen jedoch weitere Anforderungen vom Gesichtspunkt der Produktion her gestellt werden, nämlich die folgenden:

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a) Das Polymermaterial muss eine lange, sogenannte «Lebensdauer im Behälter» aufweisen, das heisst es muss ausreichend lange Zeit lagerfähig sein, ohne dass es einer Selbstpolymerisation unterliegt.

b) Das Polymer muss eine rasche Haftung durch Härtung oder durch Filmbildung bei mässigen Temperaturen gewährleisten, und ferner muss eine derartige Härtung nicht durch Komponenten der Treibladung oder durch Wasser beeinflusst werden. Dies ist nötig, wenn aus Sicherheitsgründen das Treibladungsmaterial zusammen mit Wasser verarbeitet wird.

Die oben angegebenen Anforderungen haben zwei unterschiedliche Probleme hervorgerufen, die voneinander abhängen, und zwar:

die Auswahl des vorgesehenen, langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Materials und die Auswahl des Verfahrens der Aufbringung desselben.

Ziel der vorliegenden Erfindung war es, diese beiden Probleme zu lösen.

Ein früherer Versuch, ein Problem zu lösen, das vom Grund her das gleiche ist, wie die oben beschriebenen Probleme, ist in dem Artikel von J. E. Flanagan auf Seiten 285-294 des Berichtes der Jahreskonferenz des Institutes für die Chemie von Treibmitteln und Explosivstoffen in Deutschland aus dem Jahre 1974 beschrieben. In diesem Artikel wird klargelegt, wie man eine Treibladung mit einer langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Beschichtung versehen kann, indem man ein Sprühverfahren direkt bei der Extrusionsvorrichtung im Zusammenhang mit der kontinuierlichen Extrusion des Treibladungsmaterials durchführt. Die bei diesem Verfahren verwendete, langsam abbrennende, beziehungsweise nicht treibkräftige Substanz war ein Polymermaterial, das aus Polyäthylenglycol und Polymethyl-polyphenyl-isocyanat zusammengesetzt war. Das gleiche Arbeitsverfahren wird in seinen Grundzügen auch in der USA-Patentschrift Nr. 3 948 697 von J.E. Flanagan erläutert.

Es zeigte sich nun überraschenderweise, dass man die äusseren Oberflächen eines Treibladungsmaterials, welches vorzugsweise in Form von Körnern, in Form von Stäben oder in Form von Röhren vorliegt, mit einem filmbildenden, langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material beschichten kann, das gegebenenfalls polymerisierbar ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung einer fortschreitend abbrennbaren, mit einem langsam abbrennbaren Material beschichteten Treibladung für Rohrwaffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die äusseren Oberflächen der Treibladung, welche ein pulverför-miges Treibladungsmaterial oder ein aus körnigen Teilen, stabförmigen Teilen oder aus Röhrchen aufgebautes Treibladungsmaterial ist, mit einem filmbildenden polymerisierbaren langsam abbrennbaren Material beschichtet werden, wobei das langsam abbrennbare Material der in einer flüssigen Phase, welche später abgetrieben wird, dispergierten Treibladung zugeführt wird, worin das langsam abbrennbare Material ein in Wasser disper-gierbares Polyurethan ist, das man zu der in Wasser dispergierten Treibladung hinzufügt, während die Treibladung in einem Fliessbett suspendiert gehalten wird, zu welcher man die genannte wässrige Dispersion in fein verteilter Form gibt, wobei die Treibladung in dem genannten Fliessbett so lange in suspendierter Form gehalten wird, bis das Wasser abgetrieben ist.

Das langsam abbrennbare Material zur Herstellung einer fortschreitend abbrennbaren Treibladung als Mittel zur Durchführung des beschriebenen, erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass es ein in Wasser dispergierbares Polyurethan ist und auf dessen Basis vorliegt, wobei dieses Polyurethan eine Abbrennungsgeschwindigkeit aufweist, die geringer ist als die Hälfte der Abbrennungsgeschwindigkeit der Treibladung, dass es ein Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 6000 aufweist und aus einem aliphatischen Isocyanat und einem Caprolacton-Polyester der allgemeinen Formel I

HO-

"(CH2)5 — c-

o

(I

o — c-

(CH

2 5

"OH (I)

aufgebaut ist, wobei in der Formel I

R einen Rest darstellt, der sich von einem Polymerisationsinitiator ableitet und n einen solchen Wert hat, dass das Polyurethan der Formel I io das weiter oben angegebene Molekulargewicht besitzt.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird also das Material der Treibladung mit einem filmbildenden oder polymerisierbaren, langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material beschichtet, welches vorzugsweise eine wässrige Dispersion eines 15 Urethans ist, das mit tertiärem Amin blockierte Carboxylgrup-pen aufweist, welche während der Filmbildung das tertiäre Amin abspalten. Bei diesem Verfahren erreicht man eine starke Vernetzung in dem gebildeten Polyurethan.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsart des erfindungsge-20 mässen Verfahrens wird dementsprechend das langsam abbrennende oder nicht treibkräftige Material dem Material der Treibladung in Form einer Dispersion oder Lösung zugeführt, wobei das Lösungmittel oder Dispergiermittel, welches vorzugsweise Wasser ist, anschliessend abgetrieben wird und so eine feine 25 Verbindung durch Vernetzung mit Hilfe des Dispergiermittels erreicht wird.

Es zeigte sich, dass ein langsam abbrennendes oder nicht treibkräftiges Material des oben beschriebenen Polyurethantyps, welches besonders gut geeignet ist, ein solches ist, das durch 30 Umsetzung eines aliphatischen Isocyanates mit einem Caprolac-ton-Polyester der allgemeinen Formel

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HO-

-<CH2>5'

— o — c— (CH2)5-

-OH (I)

erhalten wurde. In der Formel I sind R und n weiter oben definiert. R kann vorzugsweise ein gegebenenfalls substituierter 40 aliphatischer oder cycloaliphatischer oder aromatischer Rest sein, an den insgesamt 2 bis 4 Hydroxylgruppen gebunden sind, die vorzugsweise primäre Hydroxylgruppen sind und die dann durch Umsetzung mit der entsprechenden Hydroxycarbonsäure in die in Formel I angeführten Esterketten umgewandelt werden. « Ein speziell bevorzugtes, im Handel erhältliches Polyurethan aus einem aliphatischen Isocyanat und einem Caprolacton-Polyester der Formel I ist das Produkt mit der Markenbezeichnung «Capa», das von der Firma Solvay & Co. Interox Chemicals Limited in den Handel gebracht wird.

so In vielen Fällen kann ein Kühlmittel mit dem langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material der oben beschriebenen Art vermischt werden und in manchen Fällen muss sogar ein Kühlmittel damit vermischt werden. Es zeigte sich, dass solche Verbindungen, die sich endothermisch in gasförmige Produkte 55 zersetzen, im allgemeinen befriedigende Kühlmittel sind. Speziell gut geeignete Kühlmittel sind solche Produkte auf Basis von Formalin, wie z. B. Oxamid oder Dimethylol-Harnstoff.

Ein weiteres, gut geeignetes Kühlmittel ist Titan-dioxid.

Zusätzlich zu dem Kühlmittel kann die Schicht des langsam so abbrennenden oder nicht treibkräftigen Materials auch noch andere Feststoffe enthalten, wie zum Beispiel flammdämpfende Mittel oder Entkupferungsmittel.

Durch solche weiteren Bestandteile werden keine weiteren Probleme hervorgerufen, weil die Menge des Kühlmittels und 65 der möglicherweise noch weiteren anwesenden Substanzen bis zu 80 Gew,-% betragen kann, bezogen auf das Trockengewicht in der Schicht aus dem langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material, d. h. auf das Gewicht aus Polyurethan und

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Kühlmittel und/oder anderen Feststoffe. Vorzugsweise beträgt Materials in dem Fliessbett zu einer besonders gleichmässigen die Menge an weiteren Feststoffen in der Schicht aus dem Beschichtung einer immer wieder reproduzierbaren Dicke auf langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material 35 bis der Aussenseite des aus Teilchen bestehenden Treibladungsma-

65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht des terials führen. Andererseits bleiben irgendwelche Durchlöche-

langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Materials. 5 rangen in den Wänden im wesentlichen in unbeschichtetem

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsart des erfindungsge- Zustand zurück, wenn derartige Durchlöcherungen, wie dies in mässen Verfahrens wird eine wässrige Urethandispersion auf die diesem Zusammenhang üblich ist, Durchmesser von weniger als in Stabform vorliegende Treibladung durch Aufsprühen, durch 2 mm aufweisen.

Eintauchen oder durch Aufstreichen aufgebracht, worauf dann Auch bei dieser hier beschriebenen Ausführungsart des erfin-

anschliessend das Dispergiermittel, d. h. das Wasser, abgetrie- 10 dungsgemässen Verfahrens muss die Zuführung der fein verteil-

ben wird. In vielen Fällen werden die besten Ergebnisse mit ten Dispersion oder Lösung des langsam abbrennenden Mate-

einem Aufsprühen erreicht, weil man bei diesem Verfahren rials oder nicht treibkräftigen Materials unterbrochen werden,

annehmen kann, dass eine gleichmässige, von Blasen freie sobald eine geeignete Dicke der Beschichtung erreicht wurde.

Beschichtung gebildet wird. Die Sprühbeschichtung aus dem Das aus Teilchen aufgebaute Treibladungsmaterial wird jedoch langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material, die is in dem Fliessbett im Gegensatz dazu noch so lange belassen, bis sich auf einer derartigen stabförmigen perforierten Treibladung das Lösungsmittel oder Dispergiermittel abgetrieben worden für Waffen mit Geschützrohren oder Gewehrläufen befindet, wie war, und zwar über den Auslass, über welchen der Überschuss an sie weiter vorne beschrieben wurde, darf nicht mit den verschie- Trägermedium abgezogen wird, welches üblicherweise in einem denen Giessverfahren verwechselt werden, die früher angewandt Fliessbett vorhanden ist.

wurden, um Raketentreibstoffe mit einem langsam abbrennen- 20 Das erfindungsgemässe Verfahren kann angewandt werden,

den oder nicht treibkräftigen Material zu versehen. um ein aus Teilchen bestehendes Treibladungsmaterial mit einer

Ein zum Stande der Technik gehörendes derartiges Giessver- oder mehreren Beschichtungen eines langsam abbrennenden fahren wird unter anderem in der USA-Patentschrift Nr. oder nicht treibkräftigen Materials zu versehen, die jeweils 3188 962 beschrieben, bei dem ein Polyurethansystem verwendet übereinander zu liegen kommen. Das erfindungsgemässe Verwird, welches auf einem aromatischen Diisocyanat und einem 25 fahren ermöglicht es also bei der praktischen Durchführung, dass Polyester beruht. Bei diesem in der Literatur beschriebenen ein bestimmter Ansatz an Treibladungsmaterial mit einer Anzahl Verfahren muss nämlich die Arbeitsweise in vollständiger Abwe- von unterschiedlichen übereinander liegenden Schichten verse-senheit von Wasser durchgeführt werden, weil ansonsten eine hen wird, und dadurch ergeben sich viele vorteilhafte Ausfüh-sehr heftige Reaktion stattfinden würde, die beim Höhepunkt rungsarten des Herstellungsverfahrens. So ist es beispielsweise dieser Reaktion zu der Ausbildung einer porösen Kruste führt. 30 möglich, in diese Schichten ein Entkupferungsmittel für das Diese erwähnte USA-Patentschrift zeigt indirekt, und zwar über Geschützrohr oder den Gewehrlauf einzuverleiben und ferner die Zeichnungen und das angewandte Giessverfahren, wie dick auch ein flammverzögerndes Mittel in einer geeigneten Schicht eine langsam abbrennende oder nicht treibkräftige Beschichtung einzuverleiben.

auf dem Raketentreibstoff sein muss, damit diese Beschichtung Bei einer Beschichtung mit mehreren Schichten kann das aus nicht durchbrennt und damit eine vollständige Regulierung der 35 einzelnen Teilchen aufgebaute Treibladungsmaterial über verVerbrennung bis zu der Endoberfläche des Raketentreibstoffes schiedene unterschiedliche kontinuierlich arbeitende Fliessbet-gewährleistet wird, die nicht mit solch einem langsam abbrennen- ten geleitet werden, wobei das teilchenförmige Treibladungspul-den oder nicht treibkräftigen Material versehen ist. Im Gegen- ver diese Fliessbetten nacheinander passiert. Bei den einzelnen satz dazu kann es im Falle der Herstellung von Treibladungen für Fliessbetten werden die Teilchen mit verschiedenen fein verteil-Geschütze oder Kanonen vorteilhaft sein, wenn die langsam 40 ten filmbildenden, langsam brennenden oder nicht treibkräftigen abbrennende Schicht durchbrennt, und zwar unter der Voraus- Materialien in Berührung gebracht.

Setzung, dass dieses Durchbrennen zu einem geeigneten Zeit- Gemäss einer anderen Ausführungsart der Herstellung eines punkt erfolgt, nachdem der Maximaldruck Pmax in dem derartigen Produktes werden die verschiedenen langsam abbren-

Geschütz erreicht worden war. nenden oder nicht treibkräftigen Materialien einzeln in fein

Wie bereits weiter oben erläutert wurde, betrifft eine beson- 45 verteilter Form in das gleiche Fliessbett eingeführt, in welches die dere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfah- Teilchen der Treibladung suspendiert gehalten werden, wobei ren zur Aufbringung einer langsam abbrennenden oder nicht eine kontinuierliche Vermischung mit der jeweils zugeführten treibkräftigen Beschichtung auf solchen Treibladungen, die zu Komponente erfolgt.

Weinen Teilen zerschnitten worden waren, und zwar insbeson- Gemäss einer weiteren Ausführungsart des Herstellungsver-

dere auf solche Treibladungen, die als rohrförmigeTreibladun- 50 fahrens, die in manchen Fällen vorteilhaft sein kann, können die gen in Form von kleinen Rohrlängen bezeichnet werden. Bei beschichteten Teilchen des Treibladungsmaterials unmittelbar dieser Variante werden die kurzen Treibladungsrohre, die in der nach der Beschichtung in ein spezielles Fliessbett übergeführt

Folge auch als Treibladungskörner bezeichnet werden, mit der werden, in welchem dann die endgültige Trocknung der Oberflä-

gleichen Art eines filmbildenden, polymerisierbaren, langsam chenbeschichtung stattfindet.

abbrennenden Materials beschichtet, wie dasjenige, das weiter 55 Das erfindungsgemässe Verfahren ist geeignet, um irgend-oben beschrieben wurde. Der Unterschied besteht jedoch darin, eine Art eines aus Teilchen aufgebauten Treibladungsmaterials dass das langsam abbrennende Material oder nicht treibkräftige zu beschichten, wobei die Teilchen irgendeine beliebige geome-Material den Körnern oder Röhrchen des Treibladungsmaterials trische Form aufweisen können und im allgemeinen einen Durchzugeführt wird, während diese in einem Fliessbett suspendiert messer des Querschnittes besitzen, der nicht wesentlich über gehalten werden. Das langsam abbrennende oder nicht treibkräf- 60 20 mm liegt. Die zu beschichtenden Treibladungsmaterialien tige Material wird diesem Fliessbett in Form einer fein verteilten können dementsprechend entweder einfach oder mehrfach perLösung oder fein verteilten Dispersion zugeführt, während die foriert sein, porös sein oder vollständig homogen sein. Ein Teilchen des Treibladungsmaterials in diesem Fliessbett suspen- Beispiel für ein vollständig homogenes Treibladungsmaterial ist diert gehalten werden. eine Treibladung für ein Geschoss oder eine Gewehrkugel, die Bei der Entwicklung dieser Ausführungsart des erfindungsge- 65 mit einer Beschichtung eines langsam abbrennenden oder nicht mässen Verfahrens wurde nämlich festgestellt, dass eine geeig- treibkräftigen Materials versehen ist. Eine derartige Treibladung nete Konzentration der fein verteilten Dispersion oder Lösung ist jedoch von sich aus nicht fortschreitend abbrennend, d. h. bei des langsam abbrennenden Materials oder nicht treibkräftigen ihrer Abbrennung erhöht sich nicht laufend die Abbrennge-

schwindigkeit, aber wenn man ein derartig beschichtetes Treibladungsmaterial mit einem nicht beschichteten Treibladungsmaterial vermischt, dann kann während der Verbrennung ein plötzlicher Anstieg der Gasbildung erfolgen, und dies kann in manchen Fällen ausserordentlich wünschenswert sein.

Die bevorzugten Beschichtungen aus dem langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden können, haben Dicken im Bereich von 2 (im bis 500 (im.

Es zeigte sich ferner, dass nach dem erfindungsgemässen Verfahren leicht reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden können. Die Dicke der Beschichtung aus dem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigen Material, die bei jeder getrennten Behandlung erhalten wurde, stand sehr gut übereinstimmend zwischen unterschiedlichen Ansätzen. Bei diesen Ansätzen wurden natürlich bestimmte variable Grössen konstant gehalten, nämlich die Menge, die zugesetzt wurde, die Konzentration des langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Materials, die Zuführgeschwindigkeit und die Behandlungszeit der Teilchen des Treibladungsmaterials in dem Fliessbett.

Die chemische Zusammensetzung des langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Materials wurde bereits weiter oben kurz erläutert. Ganz allgemein sei daraufhingewiesen, dass das langsam abbrennende Material, das hier eingesetzt werden soll, zweckmässigerweise ein solches ist, das eine Abbrenngeschwindigkeit besitzt, die zwischen einem Zehntel der Abbrenngeschwindigkeit und der Hälfte der Abbrenngeschwindigkeit des Materials der Treibladung liegt.

Die langsam abbrennenden Schichten aus stark vernetzten Polyurethanen, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden können, hafteten in befriedigender Weise an den Teilchen des Treibladungsmaterials. Diese Schichten haben auch eine solche chemische Zusammensetzung, dass man nicht erwarten kann, dass sie die Qualität der Treibladung irgendwie vermindern, selbst dann nicht, wenn die Produkte sehr lange Zeiten gelagert werden. Ein weiterer Vorteil der Beschichtungen auf Polyurethanbasis besteht darin, dass sie in Form einer wässrigen Lösung oder Dispersion aufgebracht werden können, und dass sie damit leicht handhabbar sind und dass bei ihrer Bearbeitung keine Belastung der Umwelt auftritt.

Bei der Durchführung des Beschichtungsverfahrens nach der oben beschriebenen Methode ist es nötig, dass eine solche Vorrichtung angewandt wird, in der mit Hilfe eines gasförmigen Trägermaterials ein Fliessbett aufrechterhalten werden kann, in welchem die Partikeln des zu behandelnden Treibladungsmaterials behalten werden können, während sie kontinuierlich gemischt werden, und dass ferner eine Lösung oder Dispersion des langsam abbrennenden Materials in fein verteilter Form zugeführt werden kann. Eine derartige Vorrichtung kann eine zylindrische Kammer aufweisen, die einen unteren Teil in Form eines Kegelstumpfes besitzt. Im Zentrum der Grundfläche eines solchen unteren Teiles ist einerseits der Einlass für das Trägermedium gelegen und andererseits ein Mundstück für die Zuführung des Materials der langsam abbrennenden Schicht in Form einer Lösung oder Dispersion, wobei die Lösung oder Dispersion in fein verteilter Form, zusammen mit einem Treibmittel, zugeführt werden kann. Dieses Treibmittel kann Luft sein. Auch das Trägermedium kann Luft sein, und es ist nötig, dass es mit einer bestimmten Geschwindigkeit zugeführt wird. Das langsam abbrennende Material wird mit einer Messpumpe zugeführt, die mit dem Mundstück zusammenarbeitet, und dieses Material wird dabei von einem Lagertank abgezogen, der mit einem Rührer ausgestattet ist.

Die benötigte Durchmischung des Materials, das in dem Fliessbett suspendiert ist, kann durch eine bestimmte Neigung erreicht werden oder durch eine schraubenförmige Verdrehung des Gasstromes, der das Fliessbett erzeugt, oder gemäss einer anderen Ausführungsart kann auch ein spezieller Gaseinlass

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verwendet werden, der den Strom des Trägermaterials in leichte Rotation versetzt. Dieses zuletzt genannte Verfahren ist auch besonders vorteilhaft, weil es leicht durchführbar ist.

Die Erfindung sei nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein einfach durchlöchertes Teilchen des Treibladungsmaterials dargestellt, wobei das Treibladungsmaterial ein erfindungsgemässes Treibladungsmaterial ist, das eine Schicht eines langsam abbrennenden Materials oder nicht treibkräftigen Materials aufweist.

In Fig. 2 wird anhand eines Diagrammes eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert.

In Fig. 1 besitzt das Treibladungsmaterial (1) einen im Zentrum des Treibladungskörpers gelegenen Kanal (2) und die Oberfläche dieses Formkörpers weist eine Beschichtung (3) aus einem langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material auf. Diese Fig. 1 zeigt die Wiedergabe der Fotografie eines einfach perforierten Treibladungsformkörpers, der einen äusseren Durchmesser von 6 mm aufweist, wobei der Kanal einen inneren Durchmesser von 1 mm besitzt und wobei dieser Formkörper eine erfindungsgemässe Beschichtung aufweist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Schicht aus dem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigen Material und die an den Enden des Kanals (2) verdickt ist, dass sich diese Beschichtung über eine sehr kleine Länge (a) in das Innere des Kanals hinein erstreckt. Beide Enden des Kanals sind jedoch immer noch offen, obwohl sie gegenüber den restlichen Teilen des Kanals einen etwas verminderten Querschnitt besitzen.

Um die Zeichnung klarer verständlich zu machen, ist die Schicht aus dem lamgsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigen Material (3) etwas dicker dargestellt, als sie wirklich ist.

In im wesentlichen gleicher Weise werden ähnliche Beschichtungen aus einem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigen Material erhalten, wenn ein mehrfach perforierter Formkörper eines Treibladungsmaterials nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelt wird. Beispielsweise konnten hervorragende Ergebnisse mit einem Treibladungskörper erzielt werden, dessen Querschnitt eine 7 Perforierungen aufweisende Rosette war.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens weist einen Tank (4) für das in Wasser dispergierte Polyurethan, das weiter vorne beschrieben wurde, auf. In diesem Tank (4) befindet sich ein Rührer (5). Die Dispersion wird in gemessenen Mengen auf dem Tank (4) mit Hilfe der Pumpe (6) entnommen, und zwar über ein Filter (8), das sich in dem Tank befindet, und eine Leitung (7). Von der Pumpe (6) wird die Dispersion über ein Strömungsmessgerät (9) zu dem Mundstück (10) zugeführt. Von dem Mundstück (10)

wird die Dispersion in fein verteilter Form mit Hilfe eines Treibmittels, welches dem Mundstück (10) über eine Speziallei-tung (11) zugeführt wird, gegeben. Als Treibmittel dient vorzugsweise Luft. Das Treibmittel wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit zugeführt, und zwar entweder von einer Druckleitung oder mit Hilfe eines Ventilators.

Das Mundstück (10) ist am Unterende der Kammer (12) angeordnet, und in dieser Kammer (12) kann das Fliessbett mit Hilfe eines Trägermediums, welches vorzugsweise Luft ist, aufrechterhalten werden. Tatsächlich liegt das Mundstück (10) im Zentrum einer Einlassöffnung (3) für das Trägermedium, welches mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit mit Hilfe eines Ventilators (14) über die Leitung (15) zugeführt wird. Zwischen dem Ventilator (14) und der Einlassöffnung (3) befindet sich eine Vorheizvorrichtung (16), mit Hilfe der die Temperatur des Trägermediums eingestellt werden kann.

Ein Drahtnetzwerk (17) und ein Auslass (18) für den Über-schuss des Treibmittels und des Trägermediums befinden sich im oberen Teil der Kammer (12). Eine Anzahl von Teilchen der Treibladung (20), die in dem Trägermedium suspendiert ist.

7

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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werden in der Kammer (12) dargestellt. Die allgemeinen Bewegungen, die in der Kammer (12) stattfinden, werden durch die Pfeile veranschaulicht. Die Pfeile zeigen ferner auch die Strömungsrichtung in den verschiedenen Leitungen an. Um sicher zu gehen, dass eine kontinuierliche Vermischung der Teilchen der Treibladung (20) in dem Suspensionsbad stattfindet, kann die Kammer (12) mit ein oder mehr radial gerichteten oder exzentrisch gerichteten Einlässen (20) versehen werden, durch die ein Trägermedium eingeführt werden kann, mit Hilfe dessen die Strömung des Trägermediums durch die Kammer 12 in Rotation versetzt werden kann. Über ein solches Mundstück (21) kann entweder dauernd Trägermaterial eingeführt werden oder dieses Mundstück kann nur dann betätigt werden, wenn in dem Suspensionsbad eine Neigung besteht, dass sich Material absetzt. Es soll auch möglich sein, das Suspensionsbad bis zu einem gewissen Ausmass in Rotation zu versetzen, indem man Gleitschienen oder Prellplatten in der Kammer anbringt oder indem man die Einlassöffnung (13) neigt.

Wenn die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens herangezogen wird, dann füllt man zunächst die Pulverkörner in die Kammer (12) ein und richtet dann das Fliessbett in der Kammer (12) ein, indem man den Ventilator (14) in Gang setzt. Sobald sich das Fliessbett gebildet hat, führt man das langsam abbrennende Material oder nicht treibkräftige Material in die Kammer (12) in Form von feinen Tröpfchen einer Dispersion ein, die aus dem Tank (4) entnommen wird. Die Zuführimg erfolgt mit Hilfe der Pumpe (6) und des Treibmittels aus der Leitung (11).

Durch praktische Tests kann bestimmt werden, welche Mengen an dem langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material in die Kammer (12) eingeführt werden müssen, damit eine Beschichtung aus dem langsam abbrennenden Material oder dem nicht treibkräftigen Material der benötigten Dicke auf den Teilchen der Treibladung erzeugt wird. Sobald die benötigte Dicke erreicht ist, wird die Zuführung des langsam abbrennenden Materials oder nicht treibkräftigen Materials über die Einlassöffnung (10) unterbrochen. Die Teilchen des Treibladungsmaterials werden j edoch noch weiterhin in dem Fliessbettbad suspendiert gehalten, bis die gesamte Menge des Wassers und der Lösungsmittel abgetrieben worden ist. Sobald dies erreicht ist, wird die Zuführung des Trägermediums über den Ventilator (14) unterbrochen, und die Teilchen der Treibladung, die mit der Beschichtung aus dem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigen Material versehen sind, können aus der Kammer (2) abgezogen werden.

Die Erfindung sei nun anhand von Beispielen näher erläutert.

In den Beispielen I—III wird die Herstellung von durchgehend perforierten, stabförmigenTreibladungsteilchen beschrieben, die mit einer Beschichtung aus einem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigen Material versehen sind. In den Beispielen IV und den nachfolgenden Beispielen 1-18 wird die Herstellung von rohrförmigen oder in Form von kleinen Röhrchen vorliegenden Treibladungsteilchen beschrieben, die ebenfalls mit einer Beschichtung aus einem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigem Material versehen sind.

Beispiel I

In diesem Beispiel verwendete man eine zweikomponentige Treibladung mit einem hohen Anteil an Glycerin-trinitrat. Die Treibladung wurde in Form von Stäbchen hergestellt, die eine Länge von 200 mm besassen und deren Grundfläche 17 mm X 17 mm war.

Herstellung des Materials für die langsam abbrennende oder nicht treibkräftige Beschichtung 1. Verfahrensstufe

50 Gew.-% einer Polyurethandispersion, die einen Feststoffgehalt von 34% besass, wurde mit 50 Gew.-% an Oxamid vermischt. Die hier verwendete Polyurethansuspension war das Produkt mit der Markenbezeichnung «Capa», das von der Firma Solvay & Co., Interox Chemicals Limited, in den Handel gebracht wurde. Die Vermischung wurde mit einer 3 Walzen 5 aufweisenden Mühle so durchgeführt, dass eine vollständige Homogenität der Mischung erreicht wurde.

2. Verfahrensstufe 403 g der oben beschriebenen Wasser enthaltenden Mischung 10 aus dem Polyurethan und dem Oxamid wurde unter Rühren mit 200 g einer Polyurethandispersion mit einem Feststoffgehalt von 34% und 500 g destilliertem Wasser vermischt.

3. Verfahrensstufe

15

Die in der zweiten Verfahrensstufe hergestellte Mischung wurde auf die stabförmigen Teilchen der Treibladung aufgesprüht, indem man eine Sprüheinheit mit der Bezeichnung «Ecco-Feed» der Firma Atlas Copco verwendet. In dieser Sprüheinheit wurde eine Sprühdüse mit derBezeichnung «Ecco 50» zur 20 Aufbringung verwendet. Diese Zuführvorrichtung wurde ausschliesslich durch die Zuführung von Druckluft betrieben. Sie war mit Zähnen zur Regulierung des zugeführten Produktes und mit Luftreduzierventilen versehen, die am Deckel der Apparatur 25 zusammen mit einer einzeln wirkenden, Lärm isolierten Kolbenpumpe und einem Einlasssieb befestigt waren.

Das Druckverhältnis betrug 1:2. Die maximale Produktkapazität betrug 1,51 pro min und die benötigte Luftmenge war 151 pro min..

30 Der Beschichtungsvorgang wurde so lange fortgesetzt, bis sich auf den Teilchen des Treibladungsmaterials eine Schicht aus einem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigem Material einer Dicke von 270-360 (im gebildet hatte. Diese Schicht haftete an der Oberfläche des Treibladungsmaterials so 35 gut, dass das Produkt maschinell bearbeitet werden konnte. Das so erhaltene Produkt erfüllte alle Anforderungen bezüglich des Verbrennungsablaufes.

Beispiel II

In diesem Beispiel wurde ebenfalls eine zweikomponentige 40 Treibladung mit einem hohen Gehalt an Glycerin-trinitrat verwendet. Die Treibladung wurde wieder in Form von Stäbchen eingesetzt, welche eine Länge von 200 mm und eine Grundfläche von 17 mm X 17 mm aufwiesen.

Die Stäbe wurden mit Perforierungen versehen, indem man 45 Nägel verwendete. Anschliessend wurde dann die Beschichtung aus dem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigen Material in der gleichen Weise aufgebracht, wie dies in Beispiel I beschrieben ist. In diesem Falle waren zwar die durch Perforation angebrachten Löcher zunächst blockiert, sie öffne-50 ten sich jedoch sofort wieder, nachdem die Treibladung gezündet worden war.

Beispiel III

Es wurde in der gleichen Weise gearbeitet, wie dies im Beispiel I und II beschrieben ist. In diesem Falle wurde jedoch 55 die Treibladung dann perforiert, nachdem die Schicht aus dem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigen Material bereits aufgebracht worden war.

Beispiel IV

60 Zur Durchführung dieses Beispiels wurde eine Vorrichtung der gleichen Art verwendet, wie sie in Fig. 2 veranschaulicht ist. Verschiedene Arten an rohrförmigen Treibladungen, die ein einziges Loch aufwiesen, wurden mit einem langsam abbrennenden oder nicht treibkräftigen Material beschichtet. Die Beschich-65 tung wurde mit Hilfe eines in Wasser dispergierbaren Polyurethans aufgebracht, undzwar derjenigen Art, die aus einem aliphatischen Isocyanat und einem Caprolacton-Polyester der weiter vorne angegebenen Formel I aufgebaut ist.

In der nachfolgenden Tabelle I werden die verschiedenen technischen Daten für die auf diese Weise hergestellten Treibladungen angegeben.

In jedem der Versuche, die in Tabelle langeführt sind, betrug die Menge an Treibladung, die behandelt wurde, 1000 g. Die gemessene Menge an dem langsam abbrennenden Material, beziehungsweise nicht treibkräftigen Material pro behandelter Einheit pro Zeit war ebenfalls in allen Experimenten die gleiche. Das gleiche trifft auch für die Menge an Trocknungsluft zu, die bei jedem Experiment 130 m3 pro Stunde betrug. Bei sämtlichen Versuchen betrug die Temperatur der eintretenden trocknenden Luft 50 °C.

Die Länge der Formkörper des Treibladungsmaterials, die behandelt wurden, lag im Bereich von 14-16 mm. Die Formkörper waren solche eines Typs mit einem einzigen Loch. Der äussere Durchmesser der in der Tabelle angeführten Treibladungsformkörper wird mit dy bezeichnet, und wie man aus der zweiten Spalte der Tabelle ersieht, betrug dieser bei sämtlichen Versuchen 6 mm. Der innere Durchmesser der Öffnung wird in der Tabelle mit di bezeichnet und dieser betrug bei den dort angeführten Formkörpern entweder 1 mm oder 3 mm.

In der Spalte 3 der Tabelle I ist die Zusammensetzung der aufgebrachten Beschichtung aus dem langsam abbrennenden Material oder nicht treibkräftigen Material angeführt. Dabei bedeutet PUR Polyurethan und Ox Oxamid. Wie man aus der Spalte sieht, wurden ferner auch entsprechende Beschichtungen aufgebracht, die Titan-dioxid enthielten.

In der vierten Spalte der Tabelle I wird der Druck der zum Versprayen eingesetzten Luft in bar angegeben.

In der fünften Spalte der Tabelle I wird die Temperatur der zum Trocknen eingesetzten Luft in °C angegeben.

9 669 786

In der sechsten Spalte der Tabelle I wird der Widerstand des Filters in mm N20 angeführt.

In der siebenten Spalte der Tabelle I wird die Behandlungszeit in Minuten angeführt.

5 In der nachfolgenden Tabelle Ia werden Eigenschaften der hergestellten beschichteten Treibladungsformkörper angeführt. In der Spalte 1 wird wiederum die Nummer des Versuchsansatzes angeführt, und diese Nummer bezieht sich jeweils auf die Versuche der gleichen Nummer der Tabelle I.In der zweiten Spalte der

10 Tabelle Ia ist die Ausbeute in Gramm angeführt.

In der dritten Spalte der Tabelle la ist die Menge an aufgebrachtem langsam abbrennendem Material, beziehungsweise nicht treibkräftigem Material, in Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der mit der Beschichtung versehenen Treiblais dungsformkörper angegeben. In der vierten Spalte der Tabelle Ia ist die Dicke der Schicht aus dem langsam abbrennenden Material, bzw. nicht treibkräftigen Material in mm angegeben.

In der fünften Spalte der Tabelle Ia ist die Dicke der Schicht an langsam abbrennendem Material, bzw. nicht treibkräftigem 20 Material an den Enden der Formkörper des Treibladungsmaterials angeführt.

In der letzten Spalte der Tabelle Ia wird die Kraft angeführt, die benötigt wird, um das Treibladungsmaterial aus dem mit dem langsam abbrennenden Material beschichteten Treibladungsma-25 terial herauszupressen. Zu diesem Zweck wird das derartige Produkt in einen Kunststoff eingegossen, der eine sehr gute Haftung an der Aussenseite der langsam abbrennenden Beschichtung besitzt. Der dort angegebene Wert in N veranschaulicht also die Haftung zwischen der aufgebrachten Schicht 30 des langsam abbrennenden Materials und dem Treibladungsmaterial.

669 786

10

Tabelle I

Versuch Nr.

Grösse der Treibstoff

Zusammensetzung

Druck

Temperatur Widerstand

Behandlungs

teilchen in mm des langsam abbrennen der Sprayluft der Track- des Filters zeit in min

den Materials nungsluft in °C in mm N20

1

dy 6

PUR/Ox

2 bar

40

0

40

dil

2

dy 6

PUR/Ox

2 bar

38

0

20

dil

3

dy 6

PUR/Ox

2 bar

40

0

10

dil

4

dy 6

60% Ox

2 bar

40

0

40

dil

40% PUR

5

dy 6

60% Ox

2 bar

40

0

20

dil

40% PUR

6

dy 6

60% Ox

3 bar

40

0

40

di 3

40% PUR

7

dy 6

60% Ox

3 bar

40

0

20

di 3

40% PUR

8

dy 6

60% Ox

3 bar

40

0

15

di 3

40% PUR

9

dy 6

PUR

2 bar

40

0

40

dil

10

dy 6

PUR

2 bar

40

0-40

80

dil

11

dy 6

PUR

3 bar

40

0-40

40

di 3

12

dy 6

PUR

3 bar

40

0-40

80

di 3

13

dy 6

PUR/Ti02

2 bar

38-40

0-40

40

di 4

14

dy 6

PUR/TÌO2

2 bar

38-40

0-40

20

di 4

15

dy 6

PUR/TÌO2

2 bar

38-40

0-60

70

dil

16

dy 6

PUR/Ti02

2 bar

38-40

0-40

60

dil

17

dy 6

PUR/TÌO2

3 bar

38-42

0-50

70

di 3

18

dy 6

PUR/Ti02

3 bar

38-42

0-40

40

di 3

Tabelle II

Versuch Nr.

Ausbeute in g

Beschichtung

Dicke der Beschichtung

Haftung

pro Gesamtgewicht in mm

an den Enden in mm

1

1112,06

10,08

0,204

0,295

921 N

2

1071,84

6,70

0,135

0,190

3

1029,70

2,88

0,069

0,090

875 N

4

1110,00

9,91

0,207

0,268

1200 N

5

1069,20

6,47

0,132

0,164

6

1118,00

10,55

0,235

0,308

7

1076,50

7,11

0,145

0,200

8

1054,0

5,12

0,108

0,144

9

1036,70

3,54

0,123

0,169

10

1084,30

7,77

0,231

0,336

11

1036,20

3,49

0,127

0,141

12

1084,00

7,75

0,193

0,259

13

1066,28

6,22

0,167

0,188

14

1027,53

2,68

0,090

0,102

1456 N

15

1109,17

9,84

0,254

0,319

237 N

16

1095,00

8,68

0,201

0,233

17

1115,00

10,31

18

1065,00

6,10

M

1 Blatt Zeichnungen

Claims

669 786

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung einer fortschreitend abbrennbaren , mit einem langsam abbrennbaren Material beschichteten Treibladung für Rohrwaffen, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Oberflächen der Treibladung, welche ein pulverförmi-ges Treibladungsmaterial oder ein aus körnigen Teilen, stabför-migen Teilen oder aus Röhrchen aufgebautes Treibladungsmaterial ist, mit einem filmbildenden polymerisierbaren, langsam abbrennbaren Material beschichtet werden, wobei das langsam abbrennbare Material der in einer flüssigen Phase, welche später abgetrieben wird, dispergierten Treibladung zugeführt wird, worin das langsam abbrennbare Material ein in Wasser disper-gierbares Polyurethan ist, das man zu der in Wasser dispergierten Treibladung hinzufügt, während die Treibladung in einem Fliessbett suspendiert gehalten wird, zu welcher man die genannte wässrige Dispersion in fein verteilter Form gibt, wobei die Treibladung in dem genannten Fliessbett so lange in suspendierter Form gehalten wird, bis das Wasser abgetrieben ist.
2. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in Wasser dispergierbare Polyurethan ein Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 6000 aufweist und aus einem aliphatischen Isocyanat und einem Caprolacton-Polyester der allgemeinen Formel I

HO-

--(CH2)5 —c-

R -- O C (CH

2 5

HO-

-(ch2) 5 —C —O-

O C— (CH2) 5-

n einen solchen Wert hat, dass das Polyurethan der Formel 1 das weiter oben angegebene Molekulargewicht besitzt.
7. Langsam abbrennbares Material nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich zu dem Polyurethan bis zu 80

5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Menge des abbrennbaren Materials, an einem oder mehreren Zusatzstoffen in fester Form enthält, welche in einem wässrigen Dispersionsmittel gelöst oder dispergiert sein können.

10 8. Langsam abbrennbares Material nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff ein Kühlmittel, ein flammdämpfendes Mittel oder ein Entkupferungsmittel ist und in einer Menge von 35-65 Gew.-%, bezogenauf die gesamte Menge des abbrennbaren Materials, anwesend ist.

15

20