DE2024897C

DE2024897C - Process for making cast solid propellants

Info

Publication number: DE2024897C
Authority: DE
Inventors: WiIh Dr Dipl Chem 5400 Koblenz Oversohl
Original assignee: Wasag Chemie GmbH 8000 München
Publication date: 1972-08-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- und Reaktionsmöglichkeiten, wie z. B. OxydationThe invention relates to a method for the preparation and reaction options, such as. B. Oxidation

lung gegossener. Feststofftreibsätze vom Innen- oder und Alterung, getroffen wird.ment cast. Solid propellants from indoor or and aging, is taken.

Innen- und Außenbrennertyp aus Gießpol oder In den meisten Fällen wird es zweckmäßig sein,Internal and external burner type made of cast pole or In most cases it will be appropriate to

Kompositen oder kombinationen beider unter Ver- wenn die Hohlkerne gasdicht oben und unten mitComposites or combinations of both, if the hollow cores are gastight at the top and bottom with

Wendung von elastischen Formkörpern. 5 einem Innenrohr verbunden werden, über das sieTwist of elastic moldings. 5 are connected to an inner tube through which they

Derartige Treibsätze werden üblicherweise so her- an eine Vakuum-Überdruck erzeugende EinrichtungPropellant charges of this type are usually applied to a device which generates excess vacuum pressure

gestellt, daß man die Massen in Formen gießt und anschließbar sind.put that you pour the masses in molds and are connectable.

zur Ausbildung einer gewünschten Konfiguration, Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist esto form a desired configuration, In this embodiment of the invention it is

z. B. bei Innenbrennern, Gießkerne entsprechender vorteilhaft, wenn die Hohlformen außen mit einemz. B. with internal burners, casting cores correspondingly advantageous if the hollow molds with an outside

Ausbildung ic die Formen einsetzt. 10 starren Mantel ausgerüstet werden, mit dem dieTraining ic using forms. 10 rigid jacket with which the

Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß man elastische, aufblasbare Form gasdicht verbunden ist,This mode of operation has the disadvantage that the elastic, inflatable form is connected in a gas-tight manner,

nur Treibsatzkonfigurationen herstellen kann, bei b der der Anschluß für Vakuum und Überdruckcan only produce propellant configurations with the connection for vacuum and overpressure

denen die Gießkerne nach dem Aushärten der Treib- vorgesehen ist.which the casting cores is provided after the propellant has hardened.

satzmassen aus diesen ohne weiteres herausziehbar In der Praxis ist es zum Erreichen eines poren-masses can be easily extracted from these. In practice, to achieve a porous

sind. Aus diesem Grund verbieten sich bestimmte 15 freien Gießlings'oft vorteilhaft, den Hohlkern beimare. For this reason, certain free castings often advantageously prohibit the hollow core in

Geometrien, wie sie beispielsweise in den noch zu Guß in seiner unter Vakuum zusammengezogenenGeometries such as those in the still to be cast in its contracted under vacuum

erläuternden Fig. 1 bis 4 skizziert sind. Form zu verwenden und ihn erst nach EinbringenIllustrative FIGS. 1 to 4 are sketched. Form to use and only after introduction

Die Herstellung solcher Treibsatzgeometrien wäre der gesamten Masse durch Anlegen von Gasdruck nur mit technisch aufwendigen, teilbaren Gießformen auf seine endgültige Form zu bringen. Dabei kann möglich und würde ein nachträgliches Zusammen- 20 man die Hohlformen und/oder Hohlkerne mit vorkleben der zwei anfallenden Treibsatzhälften erfor- gebildeten Faltkerben versehen, die ein optimales derlich machen, einen Arbeitsgang, der nicht in Zusammenziehen sicherstellen,
allen Fällen durchzuführen ist. Die technisch meist In der Zeichnung sind in den F i g. 1 bis 4 vereingehaltene Arbeitsweise der kammerhaftenden schieden gestaltete Treibsatzkörper wiedergegeben, Treibsätze, bei der nach vorherigem Einbringen der 25 während die F i g. 5 und 6 Einzelheiten der Hohl-Inhibrierungsschicht die Treibsatzmas.se in die vor- kerne zeigen.The production of such propellant charge geometries would only bring the entire mass to its final shape by applying gas pressure with technically complex, divisible casting molds. It is possible and would be to provide the hollow molds and / or hollow cores with pre-gluing of the two resulting propellant halves, which are required for an optimal process, an operation that does not ensure that they are pulled together.
must be carried out in all cases. The most technically In the drawing are in the F i g. 1 to 4 retained working method of the chamber-adhering differently designed propellant charge bodies reproduced, propellant charges, in which after prior introduction of the 25 during the FIG. 5 and 6 show details of the hollow inhibrating layer the propellant masses in the anterior cores.

bereiteten Motorkammern gegossen wird, erlaubt die Das folgende Beispiel soll das Verfahren an einemThe following example is intended to illustrate the process on a

Herstellung der in den F i g. 1 bis 4 skizzierten Geo- Treibsatz aus Gießpol verdeutlichen. VerwendetProduction of the in FIGS. 1 to 4 illustrate the geological propellant charge from Gießpol. Used

metrien prinzipiell nicht. wurde ein gießbarer Polpulveransatz aus 37 Ge-metrics in principle not. a pourable pile powder mixture from 37

Nach der britischen Patentschrift 1 039172 ist 30 wichtsprozent Flüssiganteilen und 63 Gewichts-According to British patent specification 1 039172, 30 percent by weight is liquid components and 63 percent by weight

die Ausbildung einer bestimmten Innenkonfiguration prozent Nitrocellulosegranulat.the formation of a certain internal configuration per cent nitrocellulose granulate.

aus gegossenen Treibsätzen, wobei flexible, defor- Das Granulat bestand aus:from cast propellants, whereby flexible, defor- The granulate consisted of:

mierbare Kernsegmente Verwendung finden, be- 90,50 %NitrocelIulosegemisch,mable core segments are used, 90.50% nitrocellulose mixture,

Die kreisförmig gebogenen Segmente werden nach 35 570/, n_c (12 57% N)The circularly curved segments are after 35 570 /, n _c (12 57% N)

Herausziehen des festen Gießkerns durch den ent- 3^₀/ Nc(ll'4O^e/oN)Pulling out the solid casting core through the ent- 3 ^ ₀ / Nc (ll'4O ^e / oN)

standenen Hohlraum ausgezogen. Diese Arbeitsweise _36Qt/ _Nitrodiphenylamin,standing cavity pulled out. This way of working _{36Qt /} _Nitrodi phenylamine

ermöglicht ^ B. die Herstellung von Treibsätzen 0,400/oCandelillawachs,enables ^ B. the production of propellants 0,400 / o candelilla wax,

spezieller Wagenradgeometrie mit kugel- oder 2 90 % Bleisalicylatspecial wagon wheel geometry with spherical or 90% lead salicylate

tropfenförmigem Auslauf der Brennflächen im Treib- 40 260"/O Bleiäthvlhexoatteardrop-shaped discharge of the combustion surfaces in the propellant 40 260 "/ O lead acid hexoate

satzkopf, läßt aber die Herstellung von Treibsätzen 'sentence head, but leaves the production of propellants'

mit Geometriemerkmalen der vorliegenden Erfin- Das Granulat war aus Nudelsträngen auf einewith geometric features of the present invention The granules were made of noodle strands on one

dung nicht zu. Korngröße von 2,5 mm geschnitten.dung not to. Cut grain size of 2.5 mm.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Für den Ansatz wurden, wie erwähnt, 63% dieses die genannten Nachteile zu vermeiden und eine 45 Granulates und 37% Gießflüssigkeit verwendet, Arbeitsweise zu schaffen, mit der beliebige Innen- wobei letztere aus
und/oder Außengestaltungen erzielt werden können. 85% Nitroglycerin und
Dies geschieht erfindungsgemäß bei einem wie ein- 15%Dibutylphthalat
gangs erläuterten Verfahren dadurch, daß zur Ausbildung der Treibsatzinnen- und/oder -außenkonfi- so zusammengesetzt war.The invention is therefore based on the object, for the approach, as mentioned, 63% of these disadvantages were avoided and 45 granules and 37% pouring liquid were used to create a mode of operation with which any interior, the latter from
and / or exterior designs can be achieved. 85% nitroglycerin and
According to the invention, this happens with a 15% dibutyl phthalate
Initially explained method in that for the formation of the propellant charge inner and / or outer confi- so was put together.

gu ration aufblasbare Hohlformen und/oder Hohl- Durch Umrühren der Mischung bei 30⁰C wurdegu ration of inflatable hollow molds and / or hollow By stirring the mixture at 30 ⁰ C was

kerne verwendet werden. Auf diese Weise wird durch die zum Gießen erforderliche, optimale Viskositätcores are used. In this way, the optimum viscosity required for casting is achieved

Einblasen von Luft oder Gasen jede gewünschte eingestellt und die Mischung unter Rütteln einge-Blow in air or gases as required and mix the mixture with shaking.

Form erreicht. Nach dem Aushärten der Treibsätze gössen. Zentral war in die Gießform ein durchForm achieved. Pour after the propellant charges have hardened. Central was a through into the mold

werden die Hohlformen bzw. -kerne durch Anlegen 55 Anlegen von Vakuum zusammengezogener Hohlkernthe hollow molds or cores are drawn together by applying a vacuum

von Unterdruck zusammengezogen, so daß man sie aus Silikongummi mit einem zentralen Rohr nachcontracted by negative pressure so that they are made of silicone rubber with a central tube after

von den Treibsätzen trennen kann. F i g. 5 und Faltkerben nach F i g. 6 in der Konfi-can separate from the propellants. F i g. 5 and folding notches according to FIG. 6 in the confi-

Zweckmäßig wird dabei so vorgegangen, daß zur guration gemäß F i g. 1 eingesetzt.It is expedient to proceed in such a way that for the guration according to FIG. 1 used.

Herstellung der Hohlformen und/oder Hohlkerne Nach dem Eingießen der gesamten GießmasseProduction of the hollow molds and / or hollow cores After pouring the entire casting compound

solche gummielastischen Werkstoffe verwendet wer- 60 wurde das Vakuum im Hohlkern gebrochen undSuch rubber-elastic materials are used, the vacuum in the hollow core is broken and

den, die mechanisch und chemisch gegenüber den der Hohlkern durch Aufblasen mit Stickstoff vonthose that are mechanically and chemically compared to those of the hollow core by inflating with nitrogen

Treibsatzmassen und der Temperaturbelastung beim einer Atmosphäre Überdruck in seine endgültigePropellant masses and the temperature load at one atmosphere overpressure in its final

Aushärteprozeß der Treibsätze stabil sind, wie Form gebracht. Der Stickstoffüberdruck wurde wäh-The curing process of the propellant charges are stable as they are brought into shape. The nitrogen overpressure was

Natur- oder Kunstgummisorten, Polyurethanwerk- rend der anschließenden Aushärtung des GießlingsNatural or synthetic rubber types, polyurethane works during the subsequent hardening of the casting

stoffe, insbesondere aber Silikongummisorten. 65 über 3 Tage bei 50° C beibehalten.materials, but especially types of silicone rubber. Maintain 65 for 3 days at 50 ° C.

Das Aufblasen der Hohlkerne kann mit Luft, Nach der Aushärtung wurde der Überdruck imThe inflation of the hollow cores can be done with air, after hardening the overpressure in the

Stickstoff, Kohlensäure oder anderen Gasen ge- Hohlkern abgelassen und nach dem Erkalten desNitrogen, carbon dioxide or other gases are discharged and, after the

schonen, wobei die Auswahl nach Verträglichkeit Treibsatzes Vakuum angelegt, wobei sich der Hohl-protect, the selection according to the compatibility of the propellant vacuum applied, whereby the hollow

Kern zusammenzog und ohne Schwierigkeiten aus dem Treibsatz gezogen werden konnte.The core contracted and could be pulled out of the propellant without difficulty.

Die Abmessungen des Treibsatzes betrugen: Durchmesser 300 mm, Länge 1 m, Durchmesser des Innenkanals 80 mm, Durchmesser der radförmigen Erweiterungen 150 mm.The dimensions of the propellant charge were: diameter 300 mm, length 1 m, diameter of the Inner channel 80 mm, diameter of the wheel-shaped extensions 150 mm.

Die Fig. 7 bis 11 stellen im Schnitt mögliche Ausführungsiormen aufblasbarer Hohlformen für Treibsatzaußenkonfigurationen dar, wobei 1 die aufblasbare Hohlform, 2 die formbeständige Außenform und 3 den Ansaugstutzen "ür Überdruck und Unterdruck kennzeichnet.7 to 11 show in section possible embodiments for inflatable hollow forms Propellant external configurations, with 1 being the inflatable hollow shape, 2 being the shape-retaining outer shape and 3 identifies the intake port for overpressure and underpressure.

Die Figuren berücksichtigen als Beispiele nur Ausführungsformen für die Außenkonfigurationen.As examples, the figures only take into account embodiments for the external configurations.

Fig. 12 zeigt schematisch die technischen Möglichkeiten der erfindungsgemäßen Hohlformen zur Ausbildung von Außenkonfigurationen an zwei Konfigurationselementen (a und b). 12 shows schematically the technical possibilities of the hollow molds according to the invention for forming external configurations on two configuration elements (a and b).

Die ausgezogenen Linien der Hohlform 1 zeigen die Form im aufgeblasenen Zustand, die gestrichelten bei Unterdruck, die ein Herausziehen der Treibsätze bei allen praktisch möglichen Konfigurationen ermöglicht.The solid lines of the hollow mold 1 show the shape in the inflated state, the dashed lines in the case of negative pressure, the propellant charges are pulled out in all practically possible configurations enables.

An den in Fig. 12 angekieuzten Stellen sind Faltkerben vorgebildet.Fold notches are located at the locations indicated in FIG. 12 pre-educated.

Diese Hohlformen können einerseits teilbare Gießformen ersetzen und darüber hinaus auch Außenkonfigurationen ermöglichen,' die durch teilbare Gießformen nicht herzustellen sind.On the one hand, these hollow molds can replace divisible casting molds and, moreover, they can also replace external configurations enable 'which cannot be produced by divisible molds.

Es kann sich dabei um Außenbrenner, Allseitsbrenner oder auch um spezielle Formen handeln, die z. B. aus Gründen der Brennkammerkonstruktion oder aus Gründen der Festlegung (Fixierung) der Treibsätze in der Brennkammer erforderlich sind.These can be external burners, all-round burners or special shapes, the z. B. for reasons of the combustion chamber construction or for reasons of definition (fixation) of the Propellant charges are required in the combustion chamber.

In den Fig. 7 bis 11 sind mögliche Ausführungsformen als Beispiele dargestellt, ohne jedoch eine Begrenzung auf diese oder ähnliche Konfigurationsformen damit zu verbinden. In FIGS. 7 to 11, possible embodiments are shown as examples, but without one Limitation to this or similar configuration forms to be associated with it.

In der F i g. 12 ist der Arbeitsablauf (Wirkungsweise) zur Ausbildung der Außenkonfiguration an einem Konfigurationselement dargestellt.In FIG. 12 shows the workflow (mode of operation) for creating the external configuration shown in a configuration element.

Die technische Ausführung ist einfach und bedeutet praktisch die Umkehrung der Hohlkerne:The technical design is simple and practically means the inversion of the hollow cores:

In einem formbeständigen Außenteil ist luftdicht der aufblasbare Formkörper eingebaut, der bei Überdruck seine gewünschte Form annimmt: bei Anlegen von Unterdruck ziehen sich die in den Gießkörper einragenden Teile zurück (Umstülpen nach innen) und erlauben so daß Ausziehen der Gießlingc. In a dimensionally stable outer part, the inflatable molded body is installed in airtight manner, which in the event of excess pressure assumes its desired shape: when a negative pressure is applied, they pull themselves into the casting body protruding parts back (turning inside out) and thus allow the casting c to be pulled out.

Um das Umstülpen zu erleichtern und definiert ablaufen zu lassen, werden wie bei den Kernen S Kerbfalten vorgesehen.In order to make turning inside out easier and to run in a defined manner, as with the cores S notched folds provided.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of cast solid propellants from the interior or interior and

ίο External burner type made of cast pole or composites or combinations of both using elastic moldings, characterized in that that for the formation of the propellant charge internal and / or external configuration inflatable hollow molds and / or hollow cores are used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hollow molds and / or Hollow cores by applying a vacuum

ao menziehbar and thereby formed separable from the propellant and / or from the propellant.

3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that for the production of the Hollow forms and / or hollow cores such rubber

a5 elastic materials are used that mechanically and chemically against the propellant masses and the temperature load during The hardening process of the propellants is stable, such as natural or synthetic rubber, polyurethane

materials, but especially types of silicone rubber.

4. Process according to claims 1 to 4, characterized in that the hollow cores gastight at the top and bottom with an inner tube

connected via which it is connected to a vacuum overpressure generating device are connectable.

5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that the hollow molds

can be equipped with a rigid jacket on the outside, with which the elastic, inflatable shape is connected gas-tight, in which the connection for vacuum and overpressure is provided.

6. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the hollow molds

and / or hollow cores are provided with pre-formed folding notches, which allow optimal contraction to ensure.

For this purpose 2 sheets of drawings