DE1284058B - Anordnung zum Herstellen von Hohlkoerpern aus Pulver, insbesondere Metallpulver - Google Patents

Description

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Bei einem bekannten Verfahren zur Überführung Anwendung einer derartigen Sprengstoffschicht erhält von Metallpulver in eine zusammenhängende Masse man eine gleichmäßigere Verdichtungskraft bei der werden die Grenzflächen der Metallteilchen genügend Detonation, wenn der Sprengstoff von einem erhebzerstört, um dem Körper einen wesentlichen Grad von liehen Volumen einer Flüssigkeit, vorzugsweise Was-Kontinuität der Struktur zu erteilen. Hierbei wird ein 5 ser, umgeben ist.

detonierbarer Sprengstoff von genügender Kraft ver- Obgleich die Sprengstoffschicht einen gewissen Abwendet, um durch Explosion einen Druck auf den stand vom Pulverbehälter haben kann, wird im all-Inhalt eines wasserdichten, das Metallpulver enthal- gemeinen bevorzugt, daß sie diesen Behälter berührt, tenden Behälters zu übertragen, wobei der Behälter Bei der Verdichtung von Pulver zum Herstellen von und der ihn umgebende Sprengstoff mit einem flüssi- io relativ dünnwandigen Hohlkörpern ist es jedoch oft gen Abdämmbad umgeben wird und der Sprengstoff vorteilhaft, eine Pufferschicht von etwas pulverförmigezündet wird. Dieses Verfahren ist auf die Herstel- gem Material, welches nicht einen bleibenden Teil des lung von Preßkörpern bestimmter Metalle und Legie- endgültigen Hohlkörpers bilden soll, zwischen die rangen anwendbar, welche durch das übliche Sprengstoffschicht und das in die Form des gewünsch-Schmelzverfahren praktisch nicht hergestellt werden 15 ten Hohlkörpers zu verdichtende Pulver zwischenzukönnen. Das Verfahren ist besonders vorteilhaft zum schalten.

Verdichten von feinem Titanpulver zu einem festen Die Verwendung einer solchen Pufferschicht ver-

Preßkörper, welcher weiterer Bearbeitung unterwor- meidet die Neigung zur Bildung von Rissen in der fen werden kann. Es ist auch bekannt auf solche Wand des gewünschten Hohlkörpers. Weise aus Pulver Hohlkörper herzustellen, wobei ein 20 Der Kern darf nichtexplosiv und sollte von solcher fester Kern verwendet wird, der nach der verdichten- Art sein, daß er sich nicht in einem unerwünschten den Explosion entfernt wird, z. B. durch Ausschmel- Ausmaß bei der Herstellung des Hohlkörpers mit dem zen oder -lösen. Bei diesem Verfahren besteht jedoch zu einem Hohlkörper verformten Pulver verbindet. Er die Neigung zu Sprüngen in dem so gebildeten Hohl- muß auch von solcher Art sein, daß sich das von dem körper. 25 zur Herstellung des Hohlkörpers erforderlichen PuI-

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Her- ver umgebene Volumen bei Eintreten der Explosion stellen von Hohlkörpern aus Pulver, insbesondere plötzlich wesentlich verringern kann. Der Kern darf Metallpulver, wobei das Pulver in Hohlkörperform sich während der Explosion nicht wie ein starrer Körum wenigstens einen deren Höhlung ausfüllenden, per verhalten, da dies zu einer Rißbildung im verbeim Zusammenpressen des Pulvers dessen Hohlkör- 30 dichteten Körper führen könnte. Der Kernbehälter perform wahrenden Kern herum angeordnet und von sollte für den Kernfüllstoff nicht durchlässig sein, einer zu zündenden Sprengstoffschicht ummantelt kann jedoch aus weichem Material bestehen und bei wird, durch deren Explosionsdruck das Pulver ver- der Herstellung des Hohlkörpers zerstört werden. Bei dichtet wird. Gemäß der Erfindung besteht der Kern Verwendung einer Flüssigkeit als Kernfüllstoff wird aus einem unter dem Explosionsdruck fließfähigen 35 die plötzliche wesentliche Verringerung des sie einWerkstoff, schließenden Volumens durch Verdrängung eines Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders Teils der Flüssigkeit in einer Richtung senkrecht zur brauchbar zur Herstellung von Hohlkörpern, bei- Einwirkung des Sprengstoffes nach Bruch des Kernspielsweise rohrförmigen Teilen, aus feinverteilten behälters erreicht. Bei Kernfüllungen aus pulverförmetallischen oder nicht metallischen Pulvern. Mit die- 40 migen Feststoffen von leicht komprimierbarem oder ser Anordnung können auch Hohlkörper aus Mi- schmelzbarem Charakter ist die Volumenverringeschungen von Metallpulvern hergestellt werden, rung oft ohne wesentliche Verdrängung von Material welche durch Schmelzen nicht legiert werden können. außerhalb die Umgrenzungen des ursprünglich um-Sie ist auch brauchbar zur Herstellung von Hohlkör- schlossenen und durch den Kern eingenommenen pern, beispielsweise rohrförmigen Körpern, welche 45 Raums möglich. Granulate von Salzen der Alkalidurch die Masse hindurch eine wechselnde Zusam- und Erdalkalimetalle sind gewöhnlich gute Kernfüllmensetzung haben. stoffe, und Natriumchlorid und Mineralbaryte geben In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Er- besonders gute Ergebnisse. Kerne aus den letzteren findung ist die Sprengstoffschicht von einem flüssigen zwei Materialien werden bei dem Verfahren verdich-Medium umgeben, und Wasser ist hierfür besonders 50 tet und müssen anschließend, z. B. durch Auslaugen geeignet. mit Wasser, entfernt werden. Wenn ein Material wie Metallpulver, beispielsweise solche aus Aluminium, hydratisiertes Natriumsulfat verwendet wird, löst es Titan, Nickel usw., und viele nicht metallische Pulver, sich während des Verfahrens in seinem Kristallisabeispielsweise Graphit, anorganische Salze und pul- tionswasser und fließt gewöhnlich aus dem gebildeten verförmige keramische Stoffe, welche bei erhöhten 55 Hohlkörper heraus. Diese Art von Kernfüllstoff ist Temperaturen stabil sind, können mit der Anordnung daher oft vorteilhaft.

zu Hohlkörpern verformt werden. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können

Die Sprengstoffschicht kann irgendeinen detonie- Rohre hergestellt werden, welche über ihre Länge renden Sprengstoff enthalten, jedoch sind Spreng- oder ihren Durchmesser hinweg eine in bestimmter stoffe, die Pentaerythrittetranitrat, Trinitrotoluol oder 60 Weise wechselnde Zusammensetzung aufweisen. Nitroglycerin enthalten, zweckmäßig. Eine besonders Beispielweise können Rohre hergestellt werden, zweckmäßige Form von Sprengstoff für diesen Zweck welche an einem Ende aus einem Metall und am ist eine handelsübliche Sprengzündschnur, welche anderen Ende aus einem anderen Metall bestehen und einen Kern von PETN, eingeschlossen in eine was- ein Zwischenstück aufweisen, welche beide Metalle serdichte Kunststoffhülle, enthält. Diese kann schrau- 65 in inniger Mischung enthält, so daß die Mischung benförmig gewickelt oder in anderer Art um den längs dieses Zwischenstücks sich allmählich verän-Metallpulverbehälter herum angeordnet werden, um dert, wobei über dessen Länge der Anteil des einen die erforderliche Sprengstoffschicht zu bilden. Bei Metalls ansteigt und der Anteil des anderen Metalls

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sinkt. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können Länge sind mittels Klebband an einem Ende der auch Rohre mit einer inneren Auskleidung aus einem Sprengladung 6 an gleichmäßig um ihren Umfang Metall, die von einer äußeren Schicht eines anderen verteilten Punkten angebracht. Die anderen Enden Metalls umgeben ist, leicht hergestellt werden. Diese der Sprengzündschnüre 7 sind mittels Klebband an Anwendung ist besonders vorteilhaft, wenn als innere 5 einem Ende einer gemeinsamen Zündschnur 8 ange-Schicht ein teures Metall verwendet werden muß und bracht, deren anderes Ende mit einer nicht dargestelldie äußere Schicht, welche nur die notwendige Festig- ten Zündvorrichtung verbunden ist. Die Sprengkeit vermittelt, aus einem billigeren Metall besteht. Zündschnüre 7 und die gemeinsame Zündschnur 8 be-Es können auch ohne weiteres Rohre hergestellt wer- stehen aus kunststoffüberzogener Sprengzündschnur, den, bei denen irgendein Teil der Rohrlänge aus io die 9,35 g PETN pro Meter enthält. Durch eine dereinem Metall und der Rest aus einem Nichtmetall- artige Anordnung der Sprengzündschnüre 7 wird die pulver, wie Graphit, oder aus Mischungen des Metall- Sprengladung 6 an vier Punkten gleichzeitig gezündet und Nichtmetallpulvers hergestellt ist. So kann ein und dadurch die Möglichkeit der Erzeugung unRohr mit einer äußeren Schicht aus einem Metall und gleicher Spannungen im Endabschnitt des durch Exeiner inneren Auskleidung aus einem nichtmetalli- 15 plosion gebildeten Rohrs vermindert, was eintreten sehen Werkstoff hergestellt werden, umgekehrt kann kann wenn die Ladung nur von einem Punkt her gedie Außenschicht des Rohres nichtmetallisch und die zündet wird. Ideal sollte die Ladung gleichzeitig um Auskleidung metallisch sein. den gesamten Umfang herum an einem Ende geHohlkörper mit einer Mehrzahl von Öffnungen zündet werden, jedoch ist die Anordnung derartiger können hergestellt werden, indem man eine Mehrzahl 20 Zündmittel schwieriger. Da jedoch die Detonation der oben beschriebenen Kerne in dem pulverförmigen schnell gleichmäßig und zu einer über die Länge der zu verdichtenden Werkstoff anordnet, so daß jeder Ladung stetig fortschreitenden Detonation wird, wird Kern an seiner Mantelfläche von dem gepulverten nur ein kleiner Abschnitt am Ende des durch die Werkstoff vollständig umgeben ist. So kann beispiels- Explosion geformten Metallrohrs von den von der weise ein zylindrischer Metallkörper mit einer Mehr- 25 Zündung an mehreren Punkten herrührenden, etwas zahl von Öffnungen, deren Achsen zur Körperachse ungleichmäßigen Spannungen betroffen; für die parallel sind, hergestellt werden. Größe der in den Beispielen hergestellten Rohre Die Anwendung der erfindungsgemäßen Anord- wurde Zündung an vier Punkten zweckmäßig gefunnung für die Herstellung von rohrförmigen Teilen aus den. Dieser Endeffekt könnte ausgeschaltet werden, pulverförmigen Werkstoffen wird in den folgenden 30 indem man die Sprengladung an dem dem Zünder Beispielen erläutert. näher gelegenen Ende über das Pulver hinaus sich erstrecken läßt, jedoch ist es gewöhnlich zweckmäßiger, eine Anordnung wie die in der Zeichnung dargestellte zu verwenden und einen Abschnitt am Ende, welcher

. 35 deformiert oder in anderer Weise unbefriedigt ist, zu

Beispiele 1 bis 4 entfernen. Die vollständige Anordnung wurde in

einem großen, Wasser 10 enthaltenden Behälter 9

In diesen Beispielen wurden gepulvertes Alu- durch einen um eine Tragstange 12 gewickelten minium und Titan rohrförmigen Körpern von im Haltedraht 11 so gehalten, daß die Sprengladung 6 wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und im 40 von einer dicken Schicht Abdämmwasser 10 umwesentlichen gleichmäßiger Wandstärke unter Ver- geben war.

wendung von Kernen aus verschiedenen Werkstoffen Der Kernfüllstoff 1, der Kernbehälter 2, das Metallverdichtet. Die Anordnung selbst ist in den Zeichnun- pulver 3, der Metallpulverbehälter 4 und die Sprenggen beispielsweise dargestellt. ladung 6 sind 23 cm lang. Die Sprengladung 6 besteht

F i g. 1 der Zeichnungen stellt einen axialen Längs- 45 aus 7,5 m Sprengzündschnur.

schnitt der Anordnung des inneren Kerns, des zu Bei der Detonation der Zündschnur 8 und der foleinem Rohr zu verformenden pulverförmigen Werk- genden Detonation der Zündschnüre 7 und der Stoffs und der Sprengstoffschicht in Betriebslage und Sprengladung 6 wird das Metallpulver 3 zu einer eingetaucht in Wasser dar. Der Kernfüllstoff 1 ist in rohrförmigen Form verdichtet. Einzelheiten der Abeinem Pappzylinder 2 enthalten, welcher eine Wand- 50 messungen des Kems und des in den Beispielen 1 stärke von 0,25 mm besitzt und axial in dem Metall- bis 3 verdichteten Materials vor und nach der Verpulver 3 angeordnet ist, welches in einem dünnwan- dichtung sind in der folgenden Tabelle angegeben,
digen Aluminiumrohr 4 enthalten ist, das einen Das in den Beispielen 1 und 2 verwendete Alumi-Durchmesser von 5,5 cm und eine Wandstärke von niumpulver besitzt eine Schüttdichte von 1,25 g/cm³ 0,05 cm besitzt, und von dem ein Teil in der Zeich- 55 und eine solche Teilchengröße, daß alles durch ein nung als Seitenansicht gezeigt ist. Dünne Celluloid- Sieb mit 0,251 mm Maschenweite hindurchgeht und scheiben 5 sind auf die Enden der Rohre 2 und 4, von einem Sieb mit 0,152 mm Maschenweite zurückweiche den Kernfüllstoff 1 bzw. das Metallpulver 3 gehalten wird. Das in dem Beispiel 3 verwendete enthalten, aufgeklebt, um die Rohre wasserdicht zu Titanpulver besitzt eine Schüttdichte von 1,30 g/cm³ machen. Die Sprengladung 6, von der ein Teil in der 60 und eine Korngröße von weniger als 0,076 mm. Der Zeichnung ebenfalls in Seitenansicht dargestellt ist, als Kernfüllstoff im Beispiel 3 verwendete Baryt hat besteht aus einer einzigen Lage einer kunststoffum- eine Schüttdichte von 2,22 g/cm³ und eine Korngröße hüllten Sprengzündschnur, die 9,35 g PETN pro von weniger als 0,066 mm. Das als Kernfüllstoff im Meter enthält und schraubenförmig dicht um die Beispiel 1 verwendete Natriumchlorid hat eine Schüttäußere Oberfläche des das Metallpulver 3 enthalten- 65 dichte von 1,22 g/cm³ und eine solche Teilchengröße, den Aluminumrohres 4 gewunden ist, um diese Ober- daß alles durch ein Sieb mit 0,251 mm Maschenweite fläche vollständig und gleichmäßig zu bedecken. Die hindurchgeht und von einem Sieb mit 0,152 mm Enden von vier Sprengzündschnüren 7 von gleicher Maschenweite zurückgehalten wird.

	Metallpulver	Herstellung von Rohren aus	Kerndu vor Verdichtung	Metallpulver	Außendurchmesser des Pulvermetalls (cm) vor Verdichtung | nach Verdichtung	4,2 4,0 3,5
Beispiel	Aluminium Aluminium Titan	Kernfüllstoff	2,8 1,7 1,7	rchmesser nach Verdichtung	5,5 5,5 5,5
1 2 3	Natriumchlorid Luft Wasser	2,5 0,9 1,6

Beim Zünden des Sprengstoffes wird das Metallpulver 3 in den meisten Fällen zu Rohren mit einem durchgehend gleichmäßigen Verdichtungsgrad verformt.

Bei geringeren Wandstärken des herzustellenden Hohlkörpers ist Zwischenschalten einer Schutzschicht von pulverförmigem Werkstoff zwischen den Sprengstoff und den zum Rohr zu verformenden Werkstoff zweckmäßig. Die inneren und äußeren Oberflächen der verdichteten Metallrohre waren in den meisten Fällen etwas uneben, ließen sich jedoch durch Abdrehen leicht zu gleichmäßigen Dimensionen glätten. Die für den Kerndurchmesser nach der Verdichtung gegebenen Abmessungen sind tatsächlich die Durchmesser der lichten Weite der verdichteten Metallrohre. Bei Verwendung von Wasser oder hydratisiertem Natriumsulfat als Kernfüllstoff trennen sich diese leicht von dem Metallrohr.

Beispiel 4

Das Beispiel beschreibt die Herstellung eines Rohres von kreisförmigem Querschnitt und gleichmäßiger Wandstärke aus gepulvertem natürlichem Graphit. Die Anordnung des Sprengstoffs, des Kerns und der umgebenden Schicht von gepulvertem Graphit ist schematisch im Aufriß in F i g. 2 dargestellt. Der zylindrische Kern besteht aus einer Füllung von Natriumchlorid 21, wie das in Beispiel 1 benutzte, welche in einem rohrförmigen Pappbehälter 22 mit einer Wandstärke von 0,25 mm und 1,35 cm Außendurchmesser und 9,0 cm Länge enthalten ist. Dieser Kern ist über seine gesamte Mantelfläche hinweg von einer Ringschicht aus gepulvertem Graphit 23 mit einem Außendurchmesser von 5,3 cm, die in einem rohrförmigen Aluminiumbehälter 24 mit einer Wandstärke von 0,5 mm enthalten ist, bedeckt. Dünne Celluloidscheiben 25 sind an die Enden der rohrförmigen Behälter 22 und 24 angeklebt, um die pulverförmigen Füllungen zu halten. Das untere Ende des Behälters 24 wird auf eine 3,0 cm dicke Bleiplatte 26 gestellt, und er wird an seinen gewölbten und oberen Oberflächen mit einer in einem Pappbehälter 28 enthaltenen, durchschnittlich 3,3 cm dicken Schicht von pulverförmigem Sprengstoff umgeben. Die Zusammensetzung des Sprengstoffs ist 8,3 Teile Nitroglycerin, 6,7 Teile Pflanzenfaser, 56,2 Teile Ammoniumnitrat und 29 Teile Natriumchlorid. Der Sprengstoff wird mittels eines Zünders 29 gezündet, der direkt über der axialen Kernfüllung 21 angeordnet ist. Bei der Zündung des Sprengstoffs wird der gepulverte Graphit gleichmäßig zu einem Rohr mit einem Außendurchmesser von 4,0 cm und einem Innendurchmesser von 1,3 cm verdichtet, welches keine Risse zeigt.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Herstellen von Hohlkörpern aus Pulver, insbesondere Metallpulver, wobei das Pulver in Hohlkörperform um wenigstens einen deren Höhlung ausfüllenden, beim Zusammenpressen des Pulvers dessen Hohlkörperform wahrenden Kern herum angeordnet und von einer zu zündenden Sprengstoffschicht ummantelt wird, durch deren Explosionsdruck das Pulver verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus einem unter dem Explosionsdruck fließfähigen Werkstoff besteht.

2. Kern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem leicht verformbaren, dünnwandigen Behälter und einem darin enthaltenen Füllstoff besteht.

3. Kern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff zusammendrückbar ist.

4. Kern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein körniger Feststoff ist, der nach der Explosion fließfähig ist.

5. Kern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine Flüssigkeit ist.

6. Kern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein Gas ist.

7. Kern nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Salz eines Alkali- oder Erdalkimetalls in körniger Form enthält.

8. Kern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er Natriumchlorid enthält.

9. Kern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er Mineralbaryte enthält.

10. Kern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er hydratisiertes Natriumsulfat enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen