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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung gegossener Sprengladungen
mit einer Ladungshülle
und einem an deren oberem Ende angeordneten Deckel und wenigstens
einem den Innenraum der Ladungshülle
begrenzenden einteiligen oder mehrteiligen Formteil, welches gegenüber der Ladungshülle abdichtend
beweglich gelagert ist und wenigstens ein Federelement aufweist,
mittels dessen sich das Formteil gegenüber dem im Innenraum befindlichen
Sprengstoff am Deckel oder an der Ladungshülle abstützt, und welches wenigstens
eine Öffnung
zur Druckentlastung des Innenraums gegenüber der Umgebung aufweist,
welche mittels eines gasdurchlässigen
Filters abgedeckt ist, nach Anmeldung/Patent Nr. 102005019801.5.
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Aus
der
DE 3512042 A1 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gegossener Sprengladungen
bekannt geworden. Die zur Durchführung
des beanspruchten Verfahrens verwendete Vorrichtung umfasst einen
Formteildeckel mit Überlauföffnungen
für den
noch flüssigen
Sprengstoff mit einem daran befestigten Außenteil und einem in das Außenteil
einschiebbaren Innenteil. Das eingeschobene Innenteil bildet zusammen
mit dem festen Außenteil
die obere Kontur der Sprengladung. Nachteilig ist hierbei, dass
das Innenteil in die noch nicht erstarrte zähe Sprengstoffmasse mit nicht
unerheblichem Aufwand gedrückt
werden muss, wobei die dem Volumen des Innenteils entsprechende
Sprengstoffmasse verdrängt
werden muss. Da die zunächst in
die Ladungshülle
eingefüllte
Sprengstoffmasse größer ist
als die tatsächlich
benötigte
Masse sind Überlauföffnungen
vorgesehen, die in sogenannte Nester münden, in denen der überschüssige Sprengstoff
gesammelt wird. Dieser Sprengstoffabfall muss entsorgt werden, wodurch
neben entsprechendem Aufwand auch unnötige Kosten entstehen. Weiterhin müssen durch
Abscheren oder Ausdrehen entstandene offene Sprengstoffoberflächen versiegelt
werden. Schließlich
entsteht während
des Aushärtens ein
Spalt zwischen der Ladungshülle
und dem Sprengstoff, der leistungsmindernd ist und der im Fall des
Ausdrehens mit Hilfe von Keilen überbrückt werden
muss.
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Weiterhin
beschreibt die Anmeldung/Patentschrift Nr. 102005019801.5 eine Vorrichtung
zur Herstellung kunststoffgebundener gegossener Sprengladungen,
die ein einteiliges oder mehrteiliges Formteil aufweist, welches
sich unter der Vorspannung eines oder mehrerer Federelemente an
der Ladungshülle oder
dem Deckel abstützt
und an der Sprengstoffmasse anliegend jede temperaturbedingte Volumenänderung
des Sprengstoffes nachvollzieht. Es wird in dieser Anmeldung/Patentschrift
auch auf die Notwendigkeit wenigstens einer nur für Gase durchlässigen Öffnung im
Formteil hingewiesen, die der Druckentlastung des Innenraums dient
und die von einem gasdurchlässigen
Filter bedeckt sein kann. Bezüglich der
konkreten technische Ausführungsform
wird jedoch kein Hinweis gegeben.
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorteilhafte Ausführungsformen
eines der Öffnung
vorschaltbaren Filters anzugeben, der gasdurchlässig ist und gleichzeitig das
Entweichen von fließfähiger Sprengstoffmasse
verhindert.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Filter aus einem porösen
Material mit einer Stärke
von wenigen Millimetern besteht. In vorteilhafter Weise besteht
dieser Filter aus einem offenporigen gesinterten Metallpulver oder
aus einem offenporigen Keramikwerkstoff besteht.
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Die
Wirksamkeit des Filters lässt
dadurch verbessern, dass zwischen dem Filter und der Sprengstoffmasse
eine für
Flüssigkeiten
undurchlässige
Folie angeordnet ist. Diese Folie besteht in vorteilhafter Weise
aus einer mikroporösen
Membran.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit Hilfe des
Filters oder der Kombination aus Filter und vorgeschalteter Folie,
ein fließfähiges Material
wie beispielsweise kunststoffgebundener Sprengstoff in einer Gussform
zu seiner endgültigen Form
gebracht werden kann, ohne dass eine Verspiegelung der Sprengstoffoberfläche an denjenigen Stellen
notwendig ist, an denen eine mechanische Nachbearbeitung zur Beseitigung
von Graten oder Brüchen
erfolgen muss. Dieser Vorteil gilt jedoch nicht nur für die Herstellung
von Sprengladungen. In gleicher Weise kann beispielsweise ein für die Lenkung
von Detonationswellen erforderlicher und im Sprengstoff zu integrierender
Körper
aus einem fließfähigen inerten
Material hergestellt werden, dessen Materialeigenschaften denen
eines Sprengstoffes sehr ähnlich
sind.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
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1a:
einen Schnitt durch eine Ladungshülle mit einem Deckel und einem
zusammengesetzten Formteil,
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1b:
einen detaillierten Ausschnitt aus 1a,
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2a:
einen Schnitt durch eine alternative Lösung zu 1a mit einer
Hülle mit
einem Deckel und einem zusammengesetzten abgestuften Formteil,
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2b:
einen detaillierten Ausschnitt aus 2a.
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Die 1a zeigt
eine Teilansicht eines Schnittes durch eine Sprengladung mit einem
im Innenraum 5 angeordneten Sprengstoff, der in dem Gehäuse der
Sprengladung eingebettet ist. Das Gehäuse besteht aus einer Ladungshülle 3,
die auch den Boden mit umfasst, und den Deckel 2, der mit
der Ladungshülle 3 verschraubt
wird.
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Der
Vorgang des Befüllens
der Ladungshülle mit
der erforderlichen Menge der vorbereiteten fließfähigen Sprengstoffmasse läuft wie
im folgenden näher
beschrieben ab. Als Sprengstoffmasse wird ein kunststoffgebundener
Sprengstoff verwendet, der unter anderem einen Binder und einen
Härter
enthält, welche
zumindest bei Erhöhung
der Temperatur im Bereich der Ladungshülle und der darin befindlichen Sprengstoffmasse
aushärten.
Der Sprengstoff wird im fließfähigen Zustand
in die Ladungshülle
bis zur erforderlichen Höhe
gegossen. Wird der Sprengstoff anschließend einem Vakuum ausgesetzt,
so schäumt er
auf und etwaige in der Sprengstoffmasse enthaltene Luftblasen werden
herausgezogen. Bei der anschließenden
Beaufschlagung mit Umgebungsdruck fällt der Sprengstoff wieder
auf eine bestimmte Höhe ab.
Der überschiessende
Rest wird mit Hilfe einer Lehre bis zum Erreichen der endgültigen Sollhöhe abgezogen.
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Anschließend wird
der Deckel 2 zusammen mit dem zusammengesetzten Formteil 1 oder
aufgesetzt und mit der Ladungshülle 3 verschraubt.
Dann wird die komplette Ladung erwärmt bis die Sprengstoffmasse
vollständig
ausgehärtet
ist. In diesem Zeitraum dehnt sich der Sprengstoff um etwa 3 mm aus,
während
er in der anschließenden
Abkühlungsphase
wiederum das gleiche Maß schrumpft.
Gleichzeitig entsteht in dem Fall, dass keine Gegenmaßnahmen
ergriffen werden, ein Spalt in der Größenordnung von 0,5 mm zwischen
dem im Innenraum 5 befindlichen Sprengstoff und der Ladungshülle 3. Weiterhin
ist die Anforderung an die Sprengladung zu berücksichtigen, wonach diese im
Temperaturbereich von –40°C bis +70°C uneingeschränkt funktionsfähig sein
soll. Schon aus diesem Grund sind Maßnahmen zu treffen, mit deren
Hilfe die temperaturabhängigen
Volumenänderungen
der Ladung kompensiert werden können.
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Gemäß 1a ist
das einteilige Formteil 1 gegenüber dem Deckel 2 federnd
aufgehängt.
Dies ist mittels einer Anzahl von Kunststoffringen 4, insbesondere
Silikonringen, realisiert, die zwischen dem Deckel 2 und
dem beweglich gelagerten Formteil 1 angeordnet sind. Das
Formteil 1 liegt somit unter der Vorspannung der federnden
Kunststoffringe 4 und gegenüber dem Deckel 2 abgestützt auf
der Sprengstoffmasse auf und bewegt sich entsprechend der Ausdehnung
oder der Schrumpfung der im Innenraum 5 befindlichen Sprengstoffmasse
mit. Gleichzeitig ist das Formteil 1 gegenüber der
Ladungshülle mittels
einer geeigneten Vorrichtung wie beispielsweise einem in einer Nut
umlaufenden O-Ring abgedichtet.
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In
der 1a ist gemäß der Erfindung
wenigstens eine Öffnung 6 im
Formteil 1 vorgesehen, welche das Entweichen von im Innenraum 5 der
Ladungshülle 3 befindlichen
Gas- oder Luftblasen ermöglicht.
Die Ausgestaltung dieser Öffnungen 6 erfolgt
so, dass durch diese kein Sprengstoff entweichen kann.
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Die
Figur zeigt in einem Ausschnitt A den Bereich einer Öffnung 6 im
Detail. Gut zu erkennen ist das aus Metall bestehende Formteil 1a,
welches fest mit dem weiteren Formteil 1b verbunden ist.
Letzteres besteht in der Regel aus einem Kunststoff wie beispielsweise
Teflon und dient einerseits zur Abdichtung des zusammengesetzten
Formteils 1a, 1b gegenüber der Ladungshülle 3 und
andererseits als Aufnahme für
den Filter 7. Die Öffnung 6 erstreckt sich
durch das zusammengesetzte Formteil 1a, 1b hindurch
und führt überschüssige Luftanteile
aus dem Filter 7 an die Umgebung der gesamten Vorrichtung
ab.
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Der
Filter 7 besteht aus einem feinporigen gasdurchlässigen festen
Material mit einer Schichtdicke d2 von etwa 2 mm (siehe 2b).
Bevorzugt wird hierfür
ein Filter aus gesintertem Metallpulver verwendet. Ebenso gut eignet
sich feinporiges schaumartiges Keramikmaterial mit ähnlichen
Eigenschaften wie das gesinterte Metallpulver.
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Entscheidend
ist die Durchlässigkeit
für Gase
bei gleichzeitiger Undurchlässigkeit
und mechanischer Festigkeit gegenüber der noch flüssigen Sprengstoffmasse.
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Verbessert
wird die Filtereigenschaft noch durch eine gasdurchlässige Folie 8,
die zwischen dem Filter 7 und der im Innenraum 5 befindlichen Sprengstoffmasse
befestigt ist. Diese verbessert die Undurchlässigkeit gegenüber der
noch flüssigen Sprengstoffmasse
und ermöglicht
dennoch den ungehinderten Durchgang gasförmiger Bestandteile. Gleichzeitig
bewirkt diese Folie während
des Aushärtevorganges
der Sprengstoffmasse eine Glättung
deren Oberfläche,
so dass am fertig ausgehärteten Sprengstoff
keinerlei mechanische Nachbearbeitung mehr notwendig ist. Die Folie
weist eine Dicke d1 von bis zu etwa 0,2 mm auf und besteht vorzugsweise aus
einem aus der Herstellung von funktionellen Textilien bekannten
Kunststoffmaterial (Poyterafluorethylen), das beispielsweise unter
dem Markennamen Gore-Tex im Handel erhältlich ist. Diese Membran weist
feinste Poren auf, die groß genug
sind, um gasförmige
Bestandteile durchzulassen, nicht jedoch flüssige Bestandsteile.
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In
den 2a und 2b ist eine weitere Verwendungsmöglichkeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargestellt. Diese erstreckt sich nicht auf die Herstellung einer
Sprengladung aus einer kunststoffgebundenen fließfähigen Masse, sondern auf die Herstellung
eines innerhalb des Sprengstoffes einer Sprengladung anzuordnenden
inerten Körpers,
der als Detonationswellenlenker wirkt und der gleichartige Materialeigenschaften
wie die gegossene Sprengladung aufweist. Diese werden in der Regel
auch aus Kunststoffen hergestellt, denen zum Zweck der Angleichung
der Materialeigenschaften wie beispielsweise dem temperaturabhängigen Ausdehnungskoeffizienten
geeignete Zuschlagstoffe beigemischt sind.
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Hierfür wird ebenso
eine Hülle 3 mit
einem Boden verwendet, auf die nach dem Befüllen mit der im Innenraum 5 befindlichen
Gießmasse
ein fester Deckel 2 aufgeschraubt wird. An dem Deckel 2 stützt sich
in gleicher Weise über
ein Federpaket 4 ein zusammengesetztes Formteil 1a, 1b ab,
das mehrere Öffnungen 6 aufweist,
durch die gasförmige
Bestandteile der Gießmasse
entweichen können.
Aufgrund der besonderen Gestaltung des im Innenraum 5 zu formenden
Körpers
ist das weitere Formteil 1b gestuft ausgeführt und
weist unterschiedliche Aufnahmen für verschiedene Filter 7 auf.
Details hierzu sind analog zu 1b in der 2b dargestellt,
so dass sich eine weitere Beschreibung erübrigt. Es wird im Zusammenhang
mit der 2a darauf hingewiesen, dass mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch
kompliziert geformte Teile hergestellt werden können, die auch Hinterschneidungen
aufweisen dürfen.