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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
einer Hohlladung. Eine Hohlladung besteht in der Grundform aus einem
Gehäuse,
das neben einer Hülle
auch eine Bodenplatte umfasst, in der die für die Initiierung benötigten Mittel angeordnet
sind. Weiterhin ist der Initiierung gegenüberliegend angeordnet eine
Auskleidung vorgesehen, welche üblicherweise
aus einem metallischen Werkstoff besteht. Der vom Gehäuse umschlossene Hohlraum
ist mit einem in der Verarbeitungsphase gießfähigen kunststoffgebundenen
Sprengstoff gefüllt.
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Aufgrund
der Zähigkeit
der noch flüssigen Sprengstoffmasse
und der in der Regel aufgrund des jeweiligen Anwendungszwecks nicht
einfachen Gestaltung des Gehäuses
der Hohlladung sind in der Vergangenheit diverse Vorschläge zur Verbesserung des
Gießverfahrens
entwickelt worden. So beschreibt die
DE 200 22 343 U1 eine Vorrichtung zum Befüllen einer
Form mit einem fließfähigen Sprengstoff.
Hiermit wird das Verbleiben von Gasblasen und Lunkern in der Sprengstoffmasse
vermieden. Weitergehende Vorschläge
bezüglich
der Problematik der Justierung von Bauteilen während des Gießvorganges
werden jedoch nicht gegeben.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gegossene, insbesondere
kunststoffgebundener Sprengladungen ist in der
DE 35 12 042 A1 angesprochen
worden. Hierbei umfasst die Hohlladung eine Hülle und einen Deckel. Durch
eine Öffnung
im Deckel wird ein Innenteil in den noch fließfähigen Sprengstoff unter Druck
eingeschoben. Das Innenteil ist für die spätere Aufnahme von Teilen der
Zündkette und
des Detonationswellenkörpers
vorgesehen. Während
der Deckel mit der Hülle
verschraubt ist, ist das Innenteil gemäß der Beschreibung in der zentralen
Ausnehmung des Deckels verschiebbar angeordnet. Es wird jedoch kein
Hinweis darauf gegeben, in welcher Weise die Zentrierung der für die Initiierung wesentlichen
Bauteile sichergestellt werden kann und wie eine achsentreue Fluchtung
der Initiierung und der Auskleidung der Hohlladung sichergestellt werden
kann. Eine derartige exakte Ausrichtung der für die Funktion der Hohlladung
maßgeblichen
Bauteile ist jedoch für
das Erreichen der maximalen Leistung einer Hohlladung ein ganz wesentlicher
Punkt.
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens zu entwickeln, mit welchem eine reproduzierbare achsentreue
Justierung der Bauteile für
die Initiierung, des Detonationswellenkörpers und der Auskleidung während des
Gießvorganges
sichergestellt wird.
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Die
Aufgabe wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gelöst, dass
zunächst diejenige
Bohrung, beziehungsweise Öffnung,
die zur Befestigung des Zünders
in der Grundplatte dient, als Lage-Referenz für eine Aufspannung verwendet
wird, wodurch eine gemeinsame Längsachse für alle weiteren
zu montierenden Bauteile gegeben ist. In der gleichen Aufspannung
werden anschießend
die Übertragerplatte
und dann der Detonationswellenkörper
fixiert und befestigt. Nach der Entnahme aus der Aufspannung wird
die Hülle
montiert und der Innenraum mit Sprengstoff befüllt. Diese Einheit wird in
einer Vorrichtung montiert, wobei die Grundplatte mit Hilfe der
Initiierungsbohrung radial zentriert und mittels Hilfseinrichtungen
bezüglich
des Winkels zur Längsachse
ausgerichtet wird. Anschließend wird
die vorbereitete Auskleidung entlang der Längsachse in den noch fließfähigen Sprengstoff
eingepresst. der besondere Vorteil dieses Verfahrens ist, dass im
ersten Verfahrensschritt eine exakte Ausrichtung aller zur Zündkette
gehörenden
und mit der Grundplatte in Verbindung stehenden Bauteile sichergestellt
wird, während
im zweiten Verfahrensschritt mittels der Vorrichtung die Auskleidung
mit der Längsachse
und damit auch mit der Initiierung fluchtend in den Sprengstoff
verbracht und bis zum Abschluss der Aushärtung des Sprengstoffes fixiert wird.
Vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den kennzeichnenden
Merkmalen der Ansprüche
2 bis 4 zu entnehmen.
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Die
Aufgabe wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass
die Bodenplatte der Vorrichtung eine mittig zur Längsachse
liegende Bohrung zur Aufnahme eines Zentrierhilfsmittels, sowie
Stellmittel zur Korrektur des Kippwinkels zur Längsachse aufweist. Weiterhin
enthält
die Vorrichtung eine in Richtung der Längsachse verstellbare Drehspindel
mit einem Antrieb und einer Arretierung des Antriebs und einer Halterung
für die
Auskleidung. Die Drehspindel weist einen einstellbaren Anschlag
auf, der bei Erreichen der Solleinpresstiefe wirksam wird. Die Halterung
der Auskleidung stützt sich
an dieser über
zwei kreisringförmige
Kontaktzonen ab. Der besondere Vorteil dieser Vorrichtung liegt in
der besonders einfachen und reproduzierbaren Positionierbarkeit
der vorbereiteten Grundplatte der Hohlladung bezüglich der Längsachse, entlang derer anschließend die
Auskleidung exakt fluchtend in den Sprengstoff eingebracht wird.
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Als
vorteilhaft hat sich die Abstützung
der Drehspindel gegenüber
der Innenseite der Auskleidung im Bereich der Halterung mit Hilfe
zweier Stützelemente
erwiesen, die auf der Drehspindel verstellbar angeordnet sind. Die
beiden Stützelemente
stützen
sich über
einen kreisringförmigen
Kontaktbereich an der Auskleidung ab und stabilisieren so die Lage der
Auskleidung in exakter Ausrichtung auf die Längsachse.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist schematisch vereinfacht in der Zeichnung dargestellt und
wird im Folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
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1:
einen Längsschnitt
durch eine Hohlladung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar
ist,
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2:
einen Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Herstellung einer Hohlladung gemäß 1.
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Der
Längsschnitt
durch die in 1 dargestellte Hohlladung zeigt
den Aufbau im allgemeinen und die gemäß der Erfindung zur Herstellung
verwendeten Einzelheiten dieser Hohlladung. Die Basis der Hohlladung
bildet die Grundplatte 1, die in der Regel aus Metall besteht.
In der Grundplatte 1 befindet sich exakt mittig die Initiierungsbohrung 3,
welche als Bohrung oder als Gewinde ausgeführt sein kann und welche nach
der Herstellung der Hohlladung zur Aufnahme und Halterung des Zünders dient.
Während
des Herstellverfahrens wird hier eine mit dem Zünder baugleiche aber inerte
Vorrichtung eingeschraubt oder anderweitig befestigt. Diese Vorrichtung
dient im Rahmen der Herstellung der Hohlladung als Zentriermittel.
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Die
Grundplatte wird als erstes in einer Aufspannung fixiert, wobei
die Initiierungsbohrung 3 als Lage-Referenz hinsichtlich
der gemeinsamen Längsachse 7 aller
später
in dieser Aufspannung zu montierenden Bauteile der Hohlladung dient.
Als Aufspannung kann beispielsweise eine Hilfsvorrichtung dienen,
die idealerweise um die Längsachse 7 spielfrei
drehbar gelagert ist. Entscheidend ist, dass die Aufspannung das
exakte Ausrichten aller für
die Initiierung benötigten
Bauteile ermöglich
und sogar erleichtert.
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In
nächsten
Schritt wird in dieser Aufspannung die vorgefertigte Übertragerplatte 2,
welche aus gegossenem Sprengstoff besteht, auf der Grundplatte 1 ausgerichtet
fixiert und befestigt. Als übliche
Befestigung dient hierbei eine Klebung. Die Fixierung erfolgt hierbei
wiederum durch die mittels der Initiierungsbohrung vorgegebenen
Lage-Referenz bezüglich
der Längsachse 7.
Die Grundplatte 1 kann zur Aufnahme der Übertragerplatte 2 auch
eine Ausdrehung 1a aufweisen, wie dies in der 1 angedeutet ist.
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Auch
die Übertragerplatte 2 kann
eine Ausdrehung auf der zur Grundplatte gegenüberliegenden Seite aufweisen.
Diese dient zur Fixierung und Aufnahme des Detonationswellenkörpers 4,
der im nun folgenden Arbeitsschritt auf der Grundplatte befestigt
wird. Dies erfolgt wiederum in der vorgenannten Aufspannung, um
die genaue Ausrichtung des Detonationswellenkörpers 4 bezüglich der
gemeinsamen Längsachse 7 sicherzustellen.
Der Detonationswellenkörper
wird vorteilhafterweise vor der Verklebung mit der Grundplatte 1 auf
der Kontaktfläche
so nachgearbeitet, dass keinerlei Teilchen oder Hohlräume zwischen
der Übertragerplatte
und dem Detonationswellenkörper
verbleiben. Nach der Entnahme der vorgenannten Einheit aus der Aufspannung
wird die Hülle 5 der
Hohlladung auf der Grundplatte befestigt, wobei keine besondere
Justierung erforderlich ist. Daran schließt sich in bekannter Weise
das Befüllen
der aus Hülle 5 und
Grundplatte 1 bestehenden Form mit einer gasblasen-, und
lunkerfreien gießfähigen kunststoffgebundenen
Sprengstoffmasse an.
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Unmittelbar
nach dem Befüllen
schließt
sich der zweite wesentliche Schritt der Herstellung der Hohlladung
an, bei dem wieder eine exakte Ausrichtung der beteiligten Teile
bezüglich
der Längsachse 7 erforderlich
ist, um später
eine optimale Leistung der Hohlladung zu erzielen. Die mit gießfähigem Sprengstoff
in der erforderlichen Menge befüllte
Form wird nun auf der Bodenplatte 12 der in 2 vereinfacht dargestellten
Vorrichtung 10 montiert. Hierzu wird vor der Montage ein
Zentriermittel in der Form eines Zünders in der Initiierungsbohrung 3 der
Grundplatte 1 angebracht. Dabei kann es sich um den tatsächlich benötigten Zünder oder
auch um ein gleichartig gestaltetes Bauteil handeln. Dieses hat
die Aufgabe, eine hochgenaue radiale Zentrierung der Längsachse 7 der
Hohlladung und der Längsachse 7a der
Vorrichtung 10 zu bewirken. Dies wird dadurch erreicht, dass
das Zentriermittel bei der Montage der Einheit passgenau in die
Zentrierbohrung 13 der Bodenplatte 12 eingreift.
Die Längsachse 7a der
Vorrichtung 10 ist ihrerseits maßgeblich für die exakte Ausrichtung der
Auskleidung 6, die anschließend mit Hilfe der Vorrichtung 10 in
der noch flüssigen
Sprengstoffmasse 8 platziert wird. Um ein genaues Fluchten
der Längsachsen 7 und 7a zu
erreichen, sind in der Bodenplatte 12 drei Stellmittel 11 zur
Korrektur des Kippwinkels der auf der Vorrichtung positionierten Ladung
im Verhältnis
zur Längsachse 7a der
Vorrichtung
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Zu
diesem Zweck umfasst die Vorrichtung 10 ein nicht näher beschriebenes
robustes Haltegestell 20, in dem exakt in Richtung der
Längsachse 7a der Vorrichtung 10 eine
Drehspindel 14 so gelagert ist, dass ihre Bewegung genau
in Richtung der in der Bodenplatte 12 befindlichen Zentrierbohrung 13 erfolgt. Der
Antrieb 16 der Drehspindel 14 erfolgt in bekannter
Weise. Im Ausführungsbeispiel
ist hierfür
ein Handrad vorgesehen, welches bei Bedarf mittels einer geeigneten
Vorrichtung arretiert 17 werden kann. Weiterhin weist die
Drehspindel 14 einen gegenüber dem Haltegestell 20 wirksamen
einstellbaren Anschlag 18 auf, dessen mechanischen Ausführung hier
nicht näher
beschrieben wird. Der Anschlag dient der Begrenzung des Weges, über den
die Auskleidung 6 in die Sprengstoffmasse 8 hineingepresst wird.
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An
der der Bodenplatte 12 zugewandten Spitze der Drehspindel 14 befindet
sich eine Haltevorrichtung 15 für die Auskleidung 6.
Die Haltevorrichtung 15 besteht aus zwei unabhängig voneinander
auf der Drehspindel 14 zu befestigenden Stützelementen,
wodurch allein durch Veränderung 16 des Abstandes
der Stützelemente
bereits eine Anpassung an unterschiedliche Kegelwinkel unterschiedlicher
Auskleidungen erfolgen kann. Die beiden Stützelemente liegen über kreisringförmige Kontaktbereiche 17 an
der Innenwand der Auskleidung 6 an, so dass dadurch ein
Verkippen der Auskleidung während
des Einpressvorganges ausgeschlossen ist.
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Nach
den genannten Vorbereitungen wird die Auskleidung 6 in
die flüssige
Sprengstoffmasse 8 eingepresst bis die erforderliche Einbauhöhe erreicht ist.
In dieser Position wird die Drehspindel arretiert und die Vorrichtung
verbleibt solange in Ruhe bis die Sprengstoffmasse ausgehärtet ist.
Danach wird die Ladung mit der Auskleidung aus der Vorrichtung entnommen.
Zum Abschluss kann ein Haltering 9 für die Auskleidung 6 mit
der Hülle 5 verschraubt
werden. Zwischen den Haltering 9 und den Sprengstoff kann eine
Vorrichtung 9a zur Erzeugung einer Vorspannung zwischen
dem Haltering und dem Sprengstoff eingesetzt werden, welches zum
Ausgleich von Längenausdehnungen
infolge von erheblichen Temperaturschwankungen während der Lagerung der Hohlladung
dient.