DE2239281A1

DE2239281A1 - Verfahren zur herstellung von mit einer huelle umgebenen sprengstoffkoerpern

Info

Publication number: DE2239281A1
Application number: DE2239281A
Authority: DE
Inventors: Heinz Kroschel; Manfred Strunk; Alfred Voss
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1972-08-10
Publication date: 1974-02-21
Also published as: US3924510A; FR2367033B1; GB1421503A; DE2239281C3; IT996104B; DE2239281B2; FR2367033A1; USB387039I5; BE803470A

Description

PArENTANWALTE

DR.-ING. VON KREiSLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL.-ING. SELTING

5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

9. August 1972 ■ Sg/rö

DYNAMIT NOBEL Aktiengesellschaft,
5210 Troisdorf Bez. Köln

Verfahren zur Herstellung von mit einer Hülle umgebenen Sprengstoffkörpern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit einer Hülle umgebenen Sprengstoffkörpern, bei welchem der Sprengstoff mit einem Formwerkzeug in der an einer Seite offenen Hülle verpreßt wird.

Bei Sprengkörpern, insbesondere bei Hohlladungssprengkörpern, ist es oft wichtig, bei möglichst geringem Gewicht eine hohe Durchschlagsleistung zu erzielen. Grundvoraussetzung für eine hohe Durchschlagsleistung ist bei einer Hohlladung, daß der Detonätionsablauf exakt konzentrisch in radialen Zonen bei möglichst hoher Detonationsgeschwindigkeit erfolgt. Um dies zu erreichen, müssen neben sehr genau gearbeiteten Metallteilen und zentrischer Initiierung der Anteil der Ladung an hochbrisantem Sprengstoff sowie dessen Dichte möglichst hoch sein. Die Dichte muß ferner gleichmäßig sein, und es dürfen insbesondere keine Luftspalte vorhanden sein, durch die die Detonationsfront ungleichmäßig werden könnte.

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Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Hohlsprengladungen besteht darin, den Sprengstoff in die dafür vorgesehene Hülle einzugießen. Das Verfahren ist wirtschaftlich. Da gießbarer Sprengstoff eine geringe Detonationsgeschwindigkeit hat, kann er dabei bis zu 60 Gew.-% mit hochbrisantera Sprengstoff vermischt werden.

Für Hochleistungsladungen werden Spezialgießverfahren angewandt, mit denen es möglich ist, Sprengladungen mit 70 bis 8o Gew.-# an hochbrisantem Sprengstoff zu gießen. Für eine Massenfertigung sind diese Spezialverfahren jedoch nicht geeignet.

Gegossene HohlSprengladungen enthalten also normalerweise einen verhältnismäßig niedrigen Anteil an hochbrisantem Sprengstoff. Sie haben daher eine geringe Dichte und weisen eine geringe Detonationsgeschwindigkeit mit entsprechend geringer Durchschlagsleistung auf. HochgezUchtete Gießverfahren, mit denen sich Hohl Sprengladungen mit höherer Durchschlagskraft erzielen lassen, sind dagegen nicht wirtschaftlich. Bei gegossenen Hohlladungen ist es zudem erforderlich, die Ladungen nachträglich in die Hüllen einzukleben. Die Ladungen verlieren bei Wechseltemperaturen einen Teil ihrer Leistungsfähigkeit. Ein beim Gießen allgemein auftretender Nachteil besteht darin, daß immer große Sprengstoffmengen im Ansatz sein . müssen. Dies bedeutet erhöhte Gefährdung bei der Herstellung.

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Zur Herstellung von Hohl Sprengladungen mit hoher Durchschlagsleistung ist ferner die Anwendung von Preßverfahren bekannt. Mit diesen können bis zu 97 Gew.-# hochbrisanter Sprengstoff eingesetzt werden. Grundsätzlich werden zwei Preßverfahren unterschieden:

1) Beidseitig (fliegend) pressen in einer besonderen Form mit nachträglichem Einkleben in die Hülle, und

2) unmittelbares Vorpressen mit einem Preßstempel in der Hülle.

Das erste Verfahren.wird üblicherweise angewendet. Bei ihm besteht die Gefahr, daß Luftspalte zwischen der Hülle und der Hohlladung den Detonationsablauf stören und die Belastbarkeit durch Abschußschock und TransporterschUtterungen, bei denen Rißbildungen entstehen können, herabsetzen. Weiterhin ist eine genaue Zentrierung der Sprengladung in der Hülle sehr schwierig.

Das zweite Verfahren wird vornehmlich zur Herstellung kleiner Hohlladungen, z.B. zur Herstellung von Anstichladungen für Hochöfen, angewendet. Hier handelt es sich ,-jedoch nicht um Hochleistungsladungen. Von einer gewissen Große ab tritt im Sprengstoffgefüge eine hohe Dichtedifferenz auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Sprengkörpern anzugeben, bei dem der Anteil an hochbrisantem Sprengstoff hoch sein kann, und

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das eine exakte Herstellung ohne die Gefahr von Rißbildung und Dichteunterschieden unter genauer Zentrierung ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Verpressen in der Hülle ein zusätzlicher Preßvorgang in einer Matrizenform durchgeführt wird, bei dem der Sprengstoff von derjenigen Seite her mit Druck beaufschlagt wird, die bei dem anschließenden Verpressen in der Hülle der offenen Seite der Hülle gegenüberliegt, · derart, daß bei beiden Preßvorgängen das bewegte Preßwerkzeug auf einander entgegengesetzte Seiten des Sprengstoffkörpers einwirkt.

Bei diesem Verfahren kann der Anteil an hochbrisantem Sprengstoff 95 bis 97 Gew.-^ betragen. Da der Herstellungsprozeß in einem genauen Werkzeug erfolgt, vermeidet man jegliche Unsymmetrie sowie Luftspalte. Das Verpressen erfolgt in zwei nacheinanderfolgenden Arbeitsgängen von verschiedenen Seiten her, so daß die Dichte des hergestellten Sprengstoffkörpers außerordentlich gleichmäßig ist. Da der zweite Preßvorgang unmittelbar in der Hülle stattfindet, liegt die Ladung fest an der Hülle an und ist gegen äußere Einflüsse extrem widerstandst fähig. Außerdem ist sie exakt zentriert.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch zur Herstellung von Hohl Sprengladungen mit Detonationswellenlenkung einsetzen. Bei derartigen HohlSprengladungen befindet sich im Bereich der Zündvorrichtung ein inerter Körper, der von einer Ringladung umgeben ist, durch die erreicht wird, daß die Zündung sich ringförmig und somit gleichmäßig von außen auf die Hohl sprengladung überträgt. Zur

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Herstellung derartiger Sprengstoffköroer ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß vor dem Einsetzen des Sprengstoffes in die Hülle eine detonationshemmende, von einer Ringladung umgebene Barriere in der Hülle verpreßt wird. Die Barriere kann mit einem durch die Zündöffnur.g der Hülle gesteckten Zentrierbolzen zentriert sein. An diesen vorgeschalteten Arbeitsschritt schließt sich das Vorpressen des schon in der Form v.orgepreßten Sprengstoffkörpers in der Hülle"an.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den ersten Preßvorgang in der Matrizenform bei der Herstellung einer einfachen Hohlsprengladung, und

Fig. 2 den zweiten Preßvorgang in der Hülle..

Fig. 3 zeigt den zusätzlichen Verfahrensschritt bei Herstellung einer Hohl sprengladung mit Detonationswel1enlenkung,. und ..'"■'

Fig. 4 das sieh daran anschließende Vorpressen, der schon vorgepreßten Hohl sprengladung in der Hülle.

Bei der Herstellung einer einfachen Hohl sprengladung ohne Detonationswellenlenkung gem. Fig. 1 und 2 wird der Sprengstoff 3 zunächst in eine als Hohlzylinder ausgebildete Matrize 2 eingegeben, in die von unten her der kegelförmig ausgebildete Unterstein des Preßwerkzeuges eingesetzt ist-. Kacn dem Einfüllen der genau bemessenen Sprengstoffmenge wird mittels des Ober-

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Steines 1 des Preßwerkzeuges von oben her ein Druck auf den Sprengstoff 3 ausgeübt. Die Matrize Γ sowie der Unterstein h behalten ihre Position bei, während nur der Oberstein 1 bewegt wird. Hierdurch ergibt sie:; die in Fig. 1 angedeutete Dichteverteilur.g, bei der die größt-e Sprengstoffdichte in der V.ähe des Obersteines auftritt, während sich die Preßwirkung nach unter, hin immer mehr verringert.

Nach Beendigung des ersten Preßvorganges erfolgt gem. Fig. 2 der zweite Preßvorgang. Zu diesem Zweck wird der nun schon zu einem Sprengstoffkörper 3' geformte Sprengstoff in die Geschoßhiill e 5 eingesetzt.. Die Geschoßhülle 5 besteht aus einer rohrförmigen Hülse, die an ihrer unteren Stirnseite verschlossen ist bzw. lediglich eine öffnung 6 zum Einsetzen eines Zünders besitzt, während sie an ihrer oberen Stirnseite vollständig off ^n ist.

In die Geschoßhülle 5 wird der Sprengstoffkörper 3' so eingesetzt, daß die beim ersten Preßvorgang durch den Unterstein ■'· erzeugte kegelförmige Ausnehmung 7 sich nunmehr nach oben öffnet. Eer Sprengstoffkörper 3* steht nunmehr also gegenüber dem ersten Preßvorgang auf dem Kopf. Nach dem Einbringer, in die Geschc3hi.il Ie 5 wird in die kegelförmige Ausnehmung 7 der Kupfertrichter t eingesetzt, der die Geschcßhülle 5 nach Fertigstellung des Geschosses abdichtend abschließt.

Bei diesen- Verfahrensschritt v;ird eine etwas weitere rohrförmige Matrize P¹ verwandt als beim ersten 7erfahrenssohritt, v/eil die G^3chc£hülle 5 zum zusätzlichen

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Bestandteil der Preßform gemacht wird. Auch der Unterstein'4 besitzt hier eine andere.Form. Er ist an seiner Oberseite der unteren Stirnseite der GeschoßhUlle 5 angepaßt und stützt diese voll ab.

Beim zweiten Preßvorgang wird die kegelförmige Spitze des Obersteines 1' von oben her gegen den Kupfertrichter 8 gedrückt und preßt somit den Sprengstoffkörper 3' zusammen. Dieser wird dabei vornehmlich im Trichterbereich verdichtet, so daß die fertige Ladung insgesamt eine gleichmäßig hohe Dichte aufweist. Bei dieser Nachverdichtung kommt es auch zu einer festen Anlage zwischen Preßling, Geschoßhülle und Trichter.

Verwendet man eine Hohl sprengladung mit Detonatiohswellenlenkung durch eine eingesetzte Barriere, so ist der erste Preßvorgang nach Fig. 1 der gleiche wie beim vorherigen AusfUhrungsbeispiel beschrieben. Vor Durchführung des zweiten Preßvorganges wird in die Geschoßhülle 5'' ein vorgefertigter Sprengstoffkörper 9 zusammen mit einer Barriere 10 eingesetzt. Statt einen vorgefertigten, d.h. in einem besonderen Preßvorgang verdichteten Sprengstoffkörper zu verwenden, kann je nach den Gegebenheiten der Sprengstoff auch in Pulverform in die Geschoßhülle 5^t! eingebracht und gemäß Fig. 3 erst in dieser zusammen mit der oberflächlich eingebetteten Barriere 10 mittels ,des zylinderförmigen Obersteines 1'' verdichtet werden. Die Zentrierung der Barriere 10 erfolgt durch einen von unten her durch die ZUndöffnung gesteckten Zentrierbqlzen 11.

Hieran schließt sich gemäß Fig. >\- in der gleichen Form die Verpressung des schon vorgepreßten Sprengstoffkörpers 3* von der Trichterseite her an.

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Im folgenden werden einige Beispiele des Verfahrens näher erläutert.

Beispiel 1

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Hohlsprengladung mit 64 mm Sprengstoffdurchmesser aus einer Mischung von 295 g Hexogen als hochbrisantem Sprengstoff und 15 g Wachs zur Phlegmatisierung, wobei das Hexogen eine Korngrößenverteilung nach der Siebanalyse von l8 Gew.-# mit 0,75 bis 0,5 mm, 60 Gew.-^ mit 0,5 bis 0,3 mm und 22 Gew.-^ mit 0,3 bis 0,15 mm aufwies, ergibt im Sprengversuch bei einem Abstand von l4o mm von einem homogenen Stahlblock mit einer Mindestzugfestigkeit von 60 kp/mm eine mittlere Durchschlagtiefe von 410 mm.

Die nach dem erfindungsgemäßen Preßverfahren hergestellten Ladungen weisen eine hohe und gleichmäßige Dichte auf, die auch durch Umwelteinflüsse nicht beeinträchtigt wird. Das zeigte sich anhand von acht Prüfladungen, von denen drei im Herstellungszustand, d.h. ohne Umwelteinflüsse, drei nach einer Lagerung von 7 Tagen bei 63° C, zwei nach einer Lagerung von 7 Tagen bei -4o° C und eine nach RUttel- und Stoßbelastung durch eine zerstörende Prüfung auf die Sprengstoffdichte hin überprüft vmrden. Diese wurde dabei mit 1,700 t ^'qqj g/cm-^ ermittelt. Dieser Wert liegt sehr hoch und weist trotz der hohen Vorbelastung der Prüflinge eine unvergleichlich geringe Streuung auf, was eine gleichmäßige Durchschlagleistung bewirkt.

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Beispiel 2

Die Dichte einer solchen Hohlsprengladung kann durch eine spezielle Korngrößenauswahl des Sprengstoffes noch geringfügig verbessert werden. Versuche mit abgesiebtem Sprengstoff mit einer maximalen Korngröße von O,j57 mm ergaben bei gleichem Ladungsaufbau und ebenfalls 295 g Hexogen und 15 g Wachs eine Durchschlagleistung von 4l4 mm im Mittel. Hier zeigt sich eine geringfügige Steigerung der Durchschlagleistung. Es ist jedoch aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßiger, die Korngrößenverteilung entsprechend Beispiel 1 so zu wählen, wie sie bei der Sprengstofferzeugung anfällt.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von mit einer Hülle umgebenen Sprengstoffkörpern, bei welchem der Sorengstoff mit einem Formwerkzeug in der ar. einer Seite offenen Hülle verpreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verpressen in der Hülle ein zusätzlicher Preßvor-gang in einer Matrizenform durchgeführt wird, bei dem der Sprengstoff von derjenigen Seite her mit Druck beaufschlagt wird, die bei dem anschließenden Verpressen in der Hülle der offenen Seite der Hülle gegenüberliegt, derart, daß bei beiden Pre3vorsränp;en das bewegte Pre3werkzeug auf einander entgegengesetzte Seiten des Sprengstoffkörpers einwirkt.

?. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einsetzen des Sprengstoffes in die Hülle eine detonationshe-nmende, von einer Ringladung umgebene Barriere in der Hülle verpreßt wird.

j5. Verfahren nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß die Barriere mit einem durch die Zündöffnung der Hülle gesteckten Zentrierbolzen zentriert wird.

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