DE2813179B2 - Verfahren zum Herstellen von gepreßten Sprengladungen - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspiuchs 1 angegebenen Art.

Es ist bekannt, Sprengladungen aus pulverförmigem Sprengstoff durch Verpressen herzustellen, indem der in einem Preßraum befindliche pulverförmige Sprengstoff mit Hilfe von z. B. Hydraulik- oder Exzenterpressen entsprechend axial verdichtet wird. Der Preßraum kann von einem Preßwerkzeug oder auch einer Hülle oder Ummantelung aus metallischen oder nichtmetallischen Werkstoffen gebildet werden, welche die Sprengladung umgibt. Sofern die Hülle dem Preßdruck nicht standhält, wird sie ihrerseits wieder in einem sie stützenden Preßwerkzeug angeordnet. Die ohne Hülle gepreßten Sprengladungen werden im allgemeinen nachträglich in diese eingesetzt und mit der Hülle verklebt, können aber in gewissen Fällen auch ohne Hülle verwendet werden.

Um insbesondere bei Hohlladungen eine Steuerung der Detonation der Sprengladung zu erreichen, wird in die Sprengladung ein inerter Körper eingebettet, der an der Detonation nicht selbst teilnimmt, sondern vorzugsweise nur eine Umlenkung der Detonation um ihn herum, gegebenenfalls aber auch eine gesteuerte Hindurchleitung des Detonationssloßes durch ihn hindurch, ermöglicht. Dieser Inertkörper wird bevorzugt aus einem Metall hergestellt, kann aber auch aus Nichtmetallen, beispielsweise Kunststoff, gefertigt sein. Der Inertkörper ist ganz oder doch nahezu ganz vom Sprengstoff umgeben, so daß die hinler dem Inertkörper zentral angeordnete Zündeinrichtung unmittelbar an den Sprengstoff angrenzt und damil die einwandfreie Übertragung des Ziindimpulscs auf den Sprengstoff gewährleistet Infolge der Einbettung des zentral ungeordneten Inejlkörpcrs im Sprengstoff werden derartige Ladungen in mehreren Schritten gepreßt, wie es beispielsweise in der DE-OS 22 39 281 beschrieben ist

Die Ladungen können aus verschiedenen Sprengstoffen oder Sprengstoffmischungen hergestellt werden, insbesondere aus hochbrisanten, nicht oder nur schlecht gießbaren Sprengstoffen wie z. B. Hexogen oder Oktogen. Zur besseren Verdichtbarkeit der pul 'erförmigen Sprengstoffe bzw. Sprengstoffgemische können

in diesen ein oder mehrere Gleitmittel wie Graphit, Stearate oder Wachse zugefügt werden.

Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren zum Herstellen gepreßter Sprengladungen mit eingebettetem Inertkörper ist das Pressen in mehreren Schritten, das nicht nur aufwendig ist, sondern z. B. auch Anlaß zu Unregelmäßigkeiten im Ladungsaufbau und damit unterschiedlichen Leistungen der Sprengladungen geben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art insbesondere die vorstehenden Nachteile zu vermeiden, d. h. das Pressen der Ladungen in einem Preßvorgang mit gleichzeitigem Einpressen des die Detonation steuernden Körpers zu ermöglichen. Die Ladungen sind insbesondere als Hohlladung ausgebildet, können aber z. ß auch Splittergescnosse sein, bei denen die Splitterrichtung durch einen gesteuerten Detonationsablauf mittels eingebrachter Inertkörper gesteuert werden soll. Bei Hohlladungen wird vorzugsweise die Hohlladungseinlage, die insbesondere aus Kupfer hergestellt ist, im selben Preßvorgang mit aufgepreßt. Die Ladung wird bevorzugt direkt in die Hülle eingepreßt, kann aber auch in einer Preßmatrize verpreßt und als fertiger Preßkörper in die Hülle

)> eingesetzt oder gegebenenfalls auch ohne Hülle verwendet werden.

Die Aufgabe wird entsprechend dem Kennzeichen des Anspruchs I gelöst, gemäß dem der Inertkörper im pulverförmigen, nicht gepreßien Sprengstoff in einer definierten Position angeordnet und beim Vcrpressen des Sprengstoffs unter entsprechender axialer Führung derart verschoben wird, daß der den Inertkörper umgebende Sprengstoff gleichmäßig verdichtet wird. Der Inertkörper ist erfindungsgemäß sozusagen schwimmend in dem quasifluiden nicht gepreßten Sprengstoff angeordnet, so daß man beim Pressen die geforderte gleichmäßige Verdichtung über die ganze axiale Länge der Lad'ing, also sowohl vor als auch hinter dem Inertkörper erhält. Das erfindungsgemäße Verfah-

w ren ermöglicht es in vorteilhafter Weise, die gesamte zu einer Ladung gehörende Sprengstoffmenge in den Prt3raum einzufüllen und dann erst in einem einzigen Preßvorgang die Verdichtung auf die jeweils geforderte Enddichte durchzuführen und dabei gleichzeitig einen die Detonation steuernden Körper mit einzupressen, der zentral und freilifigend in der fertigen Sprengladung angeordnet ist. Damit werden Risse, Spalte, Hohlräume, größere Dichteunterschiede od. dgl., wie sie beim Pressen in zwei oder mehr Schritten, gegebenenfalls

ho noch unier Verwendung vorgepreßter Teilladungen, unter ungünstigen Umständen auftreten können, in sehr einfacher Weise zuverlässig ausgeschlossen.

Der Inertkörper muß in der gepreßten, fertigen Sprengladung definiert eingebettet sein. Er wird daher

h» vor dem Pressen im Preßraum in einer definierten Ausgangsposition angeordnet, aus der er beim Pressen ohne Verkanten oder seitliches Verschieben in seine F.ndpositinn in Preßrichttmg verschoben wird. Die

Endposition ist bestimmt durch den maximalen Preßdruck und das davon abhängige »Zusammenschieben« der losen Sprengstoffteilchen unter Mitnahme des Inertkörpers. Um diese definierte Verschiebung des Inertkörpers in Preßrichtung auch unter ungünstigen Umständen sicherzustellen, wird dieser zweckmäßig derart geführt, daß er nur eine geradlinige Translationsbewegung in Preßrichtung ausführen kann. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist daher nach Anspruch 2 eine Führung mittels eines zentralen Dornes vorgesehen, der sich in Preßrichtung erstreckt, d. h. koaxial angeordnet ist und mit seinem einen Ende in den Preßraum hineinragt und mit dem Inertkörper lösbar verbunden ist. Statt dessen können aber z. B. auch mehrere Dorne vorgesehen werden, welche den ü Inertkörper an seiner Unterseite abstützen und ihn axial führen v/iz beispielsweise auch eine seitliche Führung des Inertkörpers möglich ist, sofern dadurch nicht die gleichmäßige Ausbildung der den Inertkörper umgebenden Sprengstoffschicht und damit die Detonations- j» steuerung in unzulässiger Weise beeinträchtigt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Führung gemäß Anspruch 3 mit einer einfachen lösbaren Verbindung des Dornes mit dem Inertkörper erwiesen.

Der Dorn kann grundsätzlich gegenüber dem js Preßraum unverschiebbar angeordnet werden, so daß dann eine Verschiebemöglichkeit zwischen Inertkörper und Dorn vorzusehen ist, indem z. B. das eine Teil in eine sacklochartige Ausnehmung des anderen Teiles verschiebbar hineinragt und sich in dieser über eine Feder in in axialer Richtung abstützt. Die Ausgangsposition ist durch einen Anschlag am einen Teil bestimmt, gegen den das andere durch die Federkraft gedruckt wird. Voraussetzung für eine derartige axiale Verschiebbarkeit ist eine ausreichende axiale Länge des Inertkörpers. t"> die oftmals nicht gegeben bzw. nicht erwünscht ist. Nach Anspruch 4 ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, daß statt dessen der Dorn infolge des Preßdrucks relativ zum Preßraum verschoben wird, so daß keine Relativverschiebung zwischen Dorn und Inertkörper w erforderlich ist und der letztere mit entsprechend geringerer Länge ausgebildet werden kann. Der Dorn wird in seiner Ausgangsposition mittels einer Haltekraft gegen einen Anschlag gepreßt, der z. B. im Preßwerkzeug ausgebildet ir.t. Die axiale Haltekraft kann ·»■> beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch ausgeübt werden, wird vorzugsweise jedoch durch eine vorgespannte Feder aufgebracht.

Beim Pressen wird der Dorn, vorzugsweise gegen die ständig auf ihn einwirkende Haltekraft, entsprechend '> <> der Translationsbewegung des Inertkörpers verschoben.

Der pulverförmige Sprengstoff kann in den Preßraum eingefüllt werden, indem z. B. erst eine Teilmenge eingefüllt, dann der Inertkörper in seine Ausgangsposi μ tion eingesetzt und anschließend daran der restliche Sprengstoff eingebracht wird. Das Einsetzen des Inertkörpers erfolgt dabei vorzugsweise so, daß der zuvor eingefüllte Sprengstoff nicht oder höchstens unwesentlich verdichlel wird. Vorzugsweise wird wi anstelle dessen jedoch erst der Inertkörper im noch leeren Preßraum in der vorgegebenen Ausgangsposition zentral angeordnet, in welcher zwischen ihm und der Innenwand des Preßraums ein Ringspalt ausgebildet ist, der längs seines Umfangs zumindest keine (■> wesentlichen Unterbrechungen aufweist. Anschließend daran wird der zu einer l.;«lung gehörende Sprengstoff eingefüllt, der über den KingsDalt dann auch in dr-ii Leerraum unterhalb des Inertkörpers fließt. Das Einfüllen des Sprengstoffs erfolgt vorteilhaft nach Anspruch 5, wodurch das Einrieseln des Sprengstoffs in den Raum zwischen der Preßraumwand und dem Inertkörper begünstigt wird. Bei Hohlladungen, die an ihrem dem Inertkörper gegenüberliegenden Ende eine kegelige kartenförmige od. dgl. mit einer Einlage abgedeckte Vertiefung aufweisen, ist es weiterhin von Vorteil, daß beim Einfüllen des Sprengstoffs nach Anspruch 5 sich am Ende des Einfüllvorgangs von selbst eine zum Rand hin ansteigende Sprengstoffoberfläche ergibt, weiche die Ausbildung der Vertiefung begünstigt. Das Einfüllen des Sprengstoffs längs der Preßraumwand kann z. B. mittels eines kegeligen Verteilers erfolgen, auf den der Sprengstoff im Bereich der Spitze zentral aufgegeben wird, so daß er gleichmäßig verteilt über dessen Rand nach unten entlang der Preßraumwand hinabrieselt.

Hohlladungen werden an ihrem die Vertiefung aufweisenden Ende mit einer haubena.ogen Abdeckung versehen, welche im Hinblick auf ei.,e möglichst günstige Ausbildung des Hohlladungsstrahles die in der Vertiefung angeordnete Hohlladungseinlage vor dem Eindringen von Fremdstoffen schützt und gegebenenfalls auch den erforderlichen Abstand zum Zielobjekt sicherstellt. Diese Abdeckung, bei einem Hohlladungsgeschoß auch als ballistische Haube bezeichnet, wird mit ihrem hinteren Ende in das vordere Ende der Sprengladungshülle, dem Hüllenmund eingeschraubt und drückt dabei gegen den Rand der Hohlladungseinlage, wodurch diese am Sprengstoff spaltfrei anliegend fixiert wird. Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen wird im allgemeinen zwischen dem Einlagenrand und der hinteren Stirnfläche der Abdeckung noch ein in axialer Richtung elastisch nachgebender Zwischenring angeordnet. Das Innengewinde am Hüllenmund ist ungünstig, wenn der Sprengstoff direkt in die Hülle eingepreßt wird. Das unmittelbare Einpressen ir: die Hülle wird bevorzugt, um das aufwendige nachträgliche spaltfreie Einsetzen des Preßkörpers in die Hülle zu vermeiden. Beim Verpressen in der Hülle kann es durch das Innengewinde zur Entzündung des Sprengstoffs kommen, so daß besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um dieser Gefahr zu begegnen. Diese Gefahr kann völlig vermieden werden, indem die Abdeckhaube in die Hülle eingeklebt wird, wobei gleichzeitig die am Sprengstoff spaltfrei anliegende Hohlladungseinlage zuverlässig fixiert wird. Dabei wird die Einlage vorzugsweise direkt mit der Hülle verklebt, kann gegebenenfalls iber auch nur mit der Abdeckhaube verklebt werden.

Der Inertkörper wird vorzugsweise so ausgebildet, daP d..r von der zentral hinier dem Inertkörper angeordneten Zündeinrichtung ausgehende Detonationsstoß nicht durch den Inertkörper hinckirchläuft, sondern um diesen herumgeleitet wird, um eine ringförmige Zündung der Sprengladung zu erreichen. Dazu muß der Inurtkörper eine von den Bedingungen des Einzelfalles abhängige Mindestlänge oder -höhe aufweisen, die oftmals unerwünscht groß ist. In diesen Fällen erweist sich die nach Anspruch 3 vorgesehene sacklochartige Ausnehmung als besonders günstig, welche unter sonst gleichen Bedingungen eine Verringerung der Höhe drs Inertkörpers ermöglicht. Die Ausnehmung des Inertkörpers ist in axialer Verlängerung vor der Zündeinrichtung angeordnet, so daß die sich von dieser nach vorn ausbreitende Detonationswrlie von dem Luftpolster in der sacklochui iigen

Ausnehmung in Verbindung mil der restlichen Wanddicke des Inertkörpers gehindert wird, durch diesen hindurchzulaufen. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Zündeinrichtung mit ihrem vorderen Ende in die Ausnehmung hineinragt und an deren Wand anliegt, so daß ein in sich abgeschlossenes Luftpolster vor der Zündeinrichtung gebildet wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in Ausführungsbeispielen gezeigt und wird anhand dieser nachstehend noch näher erläutert. Es zeigt jeweils im Längsschnitt

F i g. I die Sprengladung vor dem Preßvorgang,

Fig. la die Sprengladung nach dem Preßvorgang.

F i g. 2 eine gepreßte Sprengladung im größeren Maßstab.

F i g. 2a eine Ausschnittsvergrößerung hieraus,

Fig. 3 eine Variante zur Sprengladung nach Fig. 2 und

r i g. 3a eine AusschniiisvergröBerung hieraus.

Gemäß F i g. 1 weist das Preßwerkzeug die Matrize 1, die hülsenförmige Verlängerung 2 für die Führung des Oberstempels 3 und Aufnahme des losen Sprengstoffs, den Unterstempel 4 und den in diesem in axialer Richtung verschiebbaren zentralen Dorn 5 auf. Der Dorn 5 stützt sich nach vorn über seinen Ansatz 6. der hier als radiale Ringfläche ausgebildet ist, an einer entsprechenden Gegenfläche des Unterstempels 4 ab, so daß er mit seinem vorderen Ende 7 in definierter Position im Preßraum 8 angeordnet ist. In dieser Ausgangsposition wird der Dorn 5 mittels der vorgespannten Schraubenfeder 9 gehalten, die sich nach unten im Gegenlager IO des Unterstempels 4 abstützt. Der Unterstempel 4 und der Dorn 5 sind mit den Längsschlitzen 11 und 12 versehen, in weiche ein nicht gezeigtes Querjoch eingreift, um beim Ausstoßen der fertig gepreßten Sprengladung aus dem Preßwerkzeug das automatische Zurückziehen des Domes 5 zu bewirken.

Der Preßraum 8 wird von der z. B. aus Stahl hergestellten Hülle 13 der Sprengladung gebildet, die sich nach außen an der Matrize 1 und dem Unterstempel 4 abstützt. Am Boden der Hülle 13 ist die zentrale Ausnehmung 14 mit der Durchbrechung 15 vorgesehen, in welche nach dem Pressen die Zündeinrichtung, insbesondere ein Detonator mit Übertragungsladung eingesetzt wird. Die Hülle 13 wird leer in das Preßwerkzeug eingebracht, so daß der Dorn 5 durch die Durchbrechung 15 hindurch mit seinem vorderen Ende 7 in das Innere der Hülle 13. den Preßraum 8. hineinragt. Dann wird der Inertkörper 16 in die Hülle 13 eingesetzt, so daß das vorHere Ende 7 des Domes 5 in die zentrale sacklochartige Ausnehmung 17 des Inertkörpers 16 hineinragt. Die Ausnehmung 17 geht von der Stirnfläche 18 des Inertkörpers 16 aus, welche gemäß Fig.2 der Zündeinrichtung 23, 24 zugekehrt ist, und weist eine zylindrische Wandung und einen senkrecht dazu sich erstreckenden ebenen Boden 19 auf, an dem der Dorn 5 mit seinem vorderen Ende 7 anliegt. Damit ist der Inertkörper 16 definiert im Preßraum 8 zentrisch angeordnet, so daß der leere mit Sprengstoff zu füllende Raum seitlich um ihn herum und unter ihm reproduzierbar festgelegt ist.

Nach Einfüllen der für die jeweilige Sprengladung erforderlichen Menge des pulverförmigen Sprengstoffs 20 ist der Inertkörper 16 bis auf den dem Dorn 5 entsprechenden Bereich im Sprengstoff 20 eingebettet. Auf die Sprengstoffschüttung, welche die Verlängerung 2 zum Teil noch ausfüllt, werden die kegelige Hohlladungseinlage 21 aus vorzugsweise Kupfer und

der Obersteinpel 3 aufgesetzt. Dann wird der Sprengstoff 20 beispielsweise mittels einer hydraulischen Presse verdichtet. Beim Preßvorgang wird der Inertkörper 16 mit dem Dorn 5 in Preßrichtung nach unten verschoben, so daß auch unterhalb des Inertkörpers 16 und um ihn herum eine definierte Sprengstoffverdichtung erfolgt, welche der Verdichtung über dem Inertkörper 16 entspricht, so daß die fertig gepreßte Sprengladung die geforderte gleichmäßige Dichte und Spaltfreiheit aufweist.

Fig. la zeigt die noch innerhalb des Preßwerkzeuges befindliche fertig gepreßte Sprengladung, bei der sich jetzt der gesamte gleichmäßig verdichtete Sprengstoff 20 innerhalb der Hülle 13 befindet. Der Dorn 5 ist zusammen mit dem Inertkörper 16 nach unten axial verschoben, so daß sich sein Absatz 6 im Abstand von der Gegenfläche 22 des Unterstempels 4 befindet Der Ausstoß der gepreßten Ladung aus dem Werkzeug erfolgt in bekannter Weise. Dabei wird der Dorn 5 automatisch aus der Ausnehmung 17 des Inertkörpers 16 herausgezogen.

In Fig. 2 ist die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gepreßte Sprengladung, herausgenommen aus dem Preßwerkzeug gezeigt, bei der es sich um ein Hohlladiingsgeschoß handelt. In das hintere Ende der Hülle 13 ist die Zündeinrichtung 23 eingesetzt, die mit ihrem zentralen Ansatz 24 formschlüssig in die Ausnehmung 17 des Inertkörpers 16 derart eingreift, daß in diesem ein Leerraum 25 verbleibt, der die Übertragung der Detonationswelle von der Zündein richtung 23, 24 durch den Inertkörper 16 hindurch zusammen mit dessen restlicher Wanddicke 26 verhindert. Die Detonation muß daher von der Zündeinrichtung 23, 24 aus zwangsläufig um den InertKörper 16 herumlaufen, so daß sich eine ringförmige Zündung ergibt.

Am vorderen Ende weist das Hohlladungsgcschoß die haubenartige Abdeckung oder ballistische Haube 27 auf, die mit ihrem hinteren Ende 28 in das vordere Ende 29 der Hülle 13 eingeklebt ist. Hierzu wird — wie Fig. 2a deutlicher zeigt — auf die Innenfläche 30 des vorderen Endes 29 der Hülle 13 und die Außenfläche 31 des hinteren Endes 28 der Haube 27 eine vorgegebene Klebstoffmenge, z. B. ein Zweikomponentenkleber auf Epoxydharzbasis, aufdosiert, dann die Haube und die Hülle zusammengeschoben, bis die Haube mit ihrem radialen Anschlag 32 am vorderen Rand der Hülle 13 zur Anlage kommt. Dabei wird der überschüssige Klebstoff von der hinteren Stirnfläche 33 der Haube 27 gegen den Rand 34 der Hohlladungseinlage 21 gebrückt. so daß die Einlage nach Aushärten der Klebenaht 35 mit der Hülle 13 und der Haube 27 fest verbunden und damit in sehr einfacher Weise zuverlässig am Sprengstoffkörper 20 spaltfrei anliegend fixiert ist. Beim Zusammenschieben von Haube und Hölle evtl. vom vorderen Hüllenende 29 nach außen gedruckter Klebstoff wird vor dem Aushärten entfernt.

Bei dem in F i g. 3 gezeigten Hohlladungsgeschoß ist die ballistische Haube 27 in bekannter Weise in das vordere Ende 29 der Hülle 13 hineingeschraubt. Beim Verdichten des losen Sprengstoffs muß dieser daher durch die Gewindebohrung 36 der Hülle 13 hindurch in diese eingepreßt werden, wodurch es zur Entzündung des Sprengstoffs kommen kann. Wie F i g. 3a deutlicher zeigt, ist dabei zwischen dem Rand 34 der Hohlladungseinlage 21 und der hinteren Stirnfläche 33 der Haube 27 ein in axialer Richtung federnd nachgebender Zwischenring 37 angeordnet, um die durch FertigunEstole-

ranzen bedingten Längendifferenzen auszugleichen. Im anzen bedingten Längendifferenzen auszugleichen. Im Unterschied zu F i g. 2 ist bei dem GeschoB nach F i g. 3 weiterhin die Ausnehmung 17 des Inertkörpers 16 zusätzlich mit einer zentralen Gewindebohrung 28 versehen, in welche beim Pressen der Dorn 5 des

Preßwerkzeuges mit einem entsprechenden Gewindeansatz an seinem vorderen Ende 7 eingeschraubt ist. Nach dem Preßvorgang ist der Dorn 5 aus dem Inertkörper 16 herauszuschrauben, um dann aus der Sprengladung herausgezogen werden zu können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen gepreßter Sprengladungen, insbesondere Hohlladungen, bei dem der Sprengstoff in einem Preßraum verpreßt wird, wobei in der Ladung ein Inertkörper angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Inertkörper innerhalb des Preßraums in einer vorgegebenen Ausgangsposition, in Preßrichtung verschiebbar, angeordnet und der ihn umgebende pulverförmige Sprengstoff unter Verschiebung des Inertkörpers verpreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Inertkörper während seiner Verschiebung mittels eines koaxial angeordneten Domes axial geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn in eine von der hinteren, einer Zündeinrichtung zuzukehrenden Stirnfläche ausgehende zentrale sacklochartige Ausnehmung des Inertkörpers eingeschraubt, mit Gleitsitz eingeschoben od. dgl. wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn zusammen mit dem Inertkörper relativ zum Preßraum verschoben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverförmige Sprengstoff längs des Randes des den Inertkörper in koaxialer Anordnung enthaltenden Preßraumes in diesen eingefu.it wird.