DE2842952C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Pressen von pyrotechnischen Ladungen, z. B. Leuchtsätzen, unter hohem Druck in einer Umhüllung mit niedriger Festigkeit, z. B. aus Papier oder Pappe.

Gepreßte Illuminationsladungen, sogenannte Leuchtsätze, werden hauptsächlich im militärischen Bereich als Beleuch­ tungsquellen in Form von Leuchtbomben od. dgl. benutzt. Die Leuchtsätze werden durch ein Geschoß oder ein Flugzeug in eine bestimmte Höhe über den Erdboden gebracht und dann gezündet, so daß sie auf ihrem Rückweg zum Erdbogen beim Abbrennen der pyrotechnischen Ladung ein intensives Licht ausstrahlen, welches die darunterliegende Bodenfläche beleuchtet. Um die Ab­ stiegsgeschwindigkeit zu verringern, wird der Leuchtsatz normalerweise von einem Fallschirm getragen.

Damit während des Abstiegs der Leuchtladung das Ab­ brennen nur an der dem Erdboden zugewandten Endfläche er­ folgt, werden die anderen Seiten des Leuchtsatzes normaler­ weise durch eine isolierende Schicht umhüllt, die eine Zün­ dung dieser Teile des Leuchtsatzes verhindert.

Es ist bekannt, als ein solches isolierendes Material z. B. Epoxiharz in Mischung mit einem Füllstoff, z. B. Asbest, zu verwenden. Die Umhüllung wird dann um den Leuchtsatz herum gegossen, was jedoch einen aufwendigen und deshalb teuren Her­ stellungsschritt bedeutet. Ferner können die Bestandteile des Epoxyharzes Allergien mit Juckreiz, Schwellungen und Kopfschmer­ zen für das Personal hervorrufen.

Unter anderem wegen dieser Nachteile wurden Versuche unter­ nommen, Umhüllungen aus Papier, Pappe oder Karton für die Iso­ lierung der Leuchtsätze zu verwenden. Aus Festigkeitsgründen war es nicht möglich, die Leuchtsätze direkt in dünnwandige Papphülsen hinein mit hohem Preßdruck zu verpressen. Dies liegt an den hohen Reibungskräften, die zwischen dem Leuchtsatz und der Umhüllung auftreten, wenn der Leuchtsatz verdichtet wird, da der ursprüng­ lich als Pulver oder Granulat vorliegeden Leuchtsatz bei Anwendung hoher Preßdrücke auf etwa die Hälfte seines Aus­ gangsvolumens verdichtet wird, um eine niedrige Porosität und eine hohe Festigkeit zu erhalten.

Um dieses Problem zu lösen, hat man entweder Papphülsen mit extrem dicken und harten Wänden verwendet, was sich je­ doch nachteilig auf die Qualität der Umhüllungen und die Brenn­ eigenschaften des fertigen Leuchtsatzes auswirkt, oder man hat auf andere Verfahren als Pressen zurückgegriffen, um die pyro­ technische Ladung zu verdichten. Gemäß der schwedischen Patent­ anmeldung 6 123/71 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Um­ hüllung durch Stampfen anstatt durch Pressen gefüllt wird. Für das Stampfen wird jedoch mehr Bindemittel benötigt, wodurch sich die Eigenschaften des Leuchtsatzes verschlechtern. Wird weniger Bindemittel verwendet, so erhält man eine ungenügende Festigkeit.

Aus DE-AS 12 61 791 ist ein Verfahren zum Pressen einer pyrotechnischen Ladung in eine Papphülse bekannt, ohne daß diese faltig wird, indem man die Innenseite der Hülse mit einer dünnen Folie aus Papier oder Kunststoff überzieht. Diese Folie faltet sich beim Pressen und ergibt eine niedrige Reibung mit der Innen­ wand der Hülse, so daß ein Preßkörper mit homogener Dichte er­ halten werden kann. Die hierbei miteingeformten und angepreßten Falten haben jedoch einen nachteiligen Einfluß auf die Festigkeit und bewirken eine ungleichmäßige Brenngeschwindigkeit.

Aus der DE-PS 7 30 343 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von u. a. Rauchkörpern bekannt, bei der ein pyrotechnischer Satz in eine Preßform eingefüllt und mittels eines Preßstempels verdichtet wird. Anschließend wird von oben her ein Stein in die bereits verdichtete Ladung eingeführt und auf diese Weise die Enddichte festgestellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen eine pyrotechnische Ladung, z. B. ein Leuchtsatz, mit hohem Druck auch in Umhüllungen mit niedriger Festigkeit, z. B. aus Papier oder Pappe, gepreßt werden können, ohne daß diese faltig werden oder reißen, und ohne daß spezielle Innenbe­ schichtungen erforderlich sind. Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeich­ nungen näher erläutert, die schematisch die verschiedenen Ar­ beitsschritte des erfindungsgemäßen Preßverfahrens zeigen, und zwar Fig. 1 bis 5 für ein einseitiges Pressen und Fig. 6 und 7 für ein doppelseitiges Pressen.

Fig. 1 zeigt den Beginn der Vorverdichtung,

Fig. 2 den Endzustand der Vorverdichtung,

Fig. 3 das Einführen der vorverdichteten Ladung in die Umhül­ lung,

Fig. 4 das Endverdichten und

Fig. 5 das Ausstoßen des fertigen Leuchtsatzes aus der Preßvorrichtung.

Fig. 5 und 6 zeigen das Vorverdichten bzw. Endverdichten mit zweiseitiger Pressung.

In allen Figuren haben gleiche Teile gleiche Bezugszeichen. Dargestellt sind die rohrförmige Preßform 1 als Hauptteil der Preßvorrichtung, der bewegliche untere Preßstempel 2, der obere Preßstempel 3 für das Vorverdichten, die Umhül­ lung oder Hülse 4 aus Papier oder Pappe, und der Leucht­ satz 5. Aus Fig. 1 bis 5 erkennt man, daß die Preßform innen einen Preßraum 6 aufweist, der unten durch den be­ weglichen unteren Stempel 2 und oben durch einen entfern­ baren oberen Stempel 3 verschlossen ist. In Fig. 1 ist das pulverförmige oder granulierte Material 7 für den Leuchtsatz in dem Formhohlraum 6 zwischen den beiden Stempeln angeord­ net. Am oberen Ende des Formhohlraums 6 befindet sich ein Ab­ schnitt 8 mit größerem Durchmesser, wodurch ein ringförmiger Raum gebildet wird, der die Papphülse 4 aufnimmt. Hierzu ist die Länge des genannten Hohlraums in Axialrichtung gleich der Länge der Papphülse, und die Dicke des Hohlraums entspricht der Dicke der Papphülse, so daß die zylindrische Außenfläche der Papphülse an der Innenwand des erweiterten Bereichs 8 an­ liegt. Die Innenfläche der Papphülse bildet auf diese Weise eine direkt fluchtende Fortsetzung der Innenfläche des rohr­ förmigen Hohlraums der Preßform mit etwa dem gleichen Innen­ durchmesser wie dieser. Der obere Stempel 3, der als Widerlager beim Vorverdichten des Leuchtsatzes dient, hat einen Teil 9, der an den Stirnflächen der Papphülse und der Preßform anliegt, und einen Teil 10, der in die Preßform hineinragt mit einer Länge, die der Länge der Papphülse entspricht. Während des Vor­ pressens ist das Innere der Papphülse völlig durch den Teil 10 ausgefüllt. Wenn der Leuchtsatz nach dem Vorpressen in die Papphülse eingeschoben wird, und während der Endver­ dichtung, wird der obere Stempel durch eine Preßplatte 11 ersetzt, die an den Stirnflächen der Papphülse und der Preßform anliegt und dadurch die Papphülse an ihrer Stelle hält.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt. Der Hohlraum der Preßform wird mit pulverförmigem Leuchtsatz­ material gefüllt, und danach werden die Papphülse 4 und der obere Stempel 3 an ihre Stelle gebracht. Danach erfolgt das Vorverdichten des Leuchtsatzes durch axiales Verschieben des unteren Stempels 2, wie durch den Pfeil in Fig. 1 ange­ deutet. Der Vorverdichtungsdruck kann normalerweise 40 bis 100% des Druckes betragen, der erforderlich ist, um die für den Anwendungszweck gewünschte Verdichtung des Leuchtsatzes zu bewirken.

Wenn die Vorverdichtung beendet ist, vgl. Fig. 2, wird der obere Stempel 3 ersetzt durch die Preßplatte 11. Das Innere der Papphülse ist dann leer, und der Leuchtsatz be­ steht bereits aus einem zylindrischen Körper mit flachen Stirn­ flächen. Der Leuchtsatz wird dann in die Papphülse eingescho­ ben, in dem der untere Stempel 2 weiterhin axial verschoben wird (vgl. Fig. 3), bis die Preßplatte 11 ein Widerlager bildet.

Da der Vorverdichtungsdruck normalerweise niedriger als der normale Preßdruck ist, ist auch der für das Weiterpressen erforderliche Druck niedriger. Dies er­ gibt eine geringe Gefahr der Zündung des Leuchtsatzes durch Reibung an der Innenfläche der Preßform beim Ein­ führen in die Papphülse.

In Fig. 4 ist der Leuchtsatz vollständig in die Papp­ hülse eingeführt, und die Endverdichtung erfolgt durch weiteres Aufwärtsbewegen des unteren Stempels 2 entsprechend dem Pfeil mit dem vollen Verdichtungsdruck. Da der Leucht­ satz außerhalb der Hülse vorverdichtet worden ist, ergibt die Endverdichtung in der Hülse mit dem vollen Preßdruck nur eine Bewegung von ca. 1% der Bewegung, die man ohne die Vor­ verdichtung erhalten würde. Bei einer derart minimalen Preß­ strecke werden Falten und andere Beschädigungen der Papphülse völlig vermieden.

Zum Schluß wird der fertige Leuchtsatz aus der Preßvor­ richtung ausgestoßen, vgl. Fig. 5. Auch dieses Ausstoßen er­ folgt mit Hilfe des unteren Stempels 2, der in gleicher Rich­ tung wie vorher weiterbewegt wird. Da hierbei die Reibung zwi­ schen der isolierenden Umhüllung und der Innenwand der Preßform stattfindet, kann diese Bewegung ohne Gefahr der Zündung vor sich gehen.

Bei der vorstehenden Ausführungsform erfolgt das Pressen in Form einer einseitigen Verdichtung, d. h. mit einem beweglichen Stempel. Es ist jedoch auch möglich, eine doppelseitige Verdichtung vorzunehmen, vgl. Fig. 6 und 7. In diesem Fall ist auch der obere Stempel axial beweglich. In Fig. 6, die dem Zustand gemäß Fig. 1 ent­ spricht, ist die Vorverdichtung des Leuchtsatzes darge­ stellt, wobei sowohl der obere Stempel 12 als auch der untere Stempel 2 axial in Pfeilrichtung bewegt werden. Der obere Stempel 12 läuft durch einen Stützring 13, der auf die obere Stirnfläche der Preßform aufgesetzt wird und ein Widerlager für die Papphülse bildet, wenn der Leucht­ satz nach der Vorverdichtung in die Papphülse eingeschoben wird.

Fig. 7, die dem Zustand gemäß Fig. 4 entspricht, zeigt die Endverdichtung des Leuchtsatzes ebenfalls durch doppel­ seitige Verdichtungswirkung mit dem oberen und unteren Stempel. Der Vorteil der doppelseitigen Verdichtung besteht darin, daß eine höhere Endverdichtung erreicht werden kann, da die Ener­ gieverluste durch Reibung verringert werden.

Um die endgültige Dichte des Leuchtsatzes noch zu steigern, kann die Verdichtung unter Vakuum durchgeführt werden. Wenn der Innenraum 6 der Preßform an eine Vakuumquelle angeschlossen wird, kann der Gegendruck des eingeschlossenen Gases wesentlich verringert werden, wodurch sich eine erhöhte Verdichtung des fertigen Leuchtsatzes ergibt.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern Ab­ änderungen und Ausgestaltungen sind im Rahmen der Erfin­ dung möglich. So ist das Verfahren nicht nur für die Herstellung von Leuchtsätzen, sondern auch für andere Arten von pyrotechnischen Ladungen anwendbar, bei denen hohe Anforderungen an Festigkeit und Brenneigenschaften gestellt werden, z. B. Rauchsätze, die ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen von gepreßten, mit einer Um­ hüllung mit niedriger Festigkeit umgebenen pyrotechnischen Ladungen mit Hilfe einer Preßvorrichtung, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ladung außerhalb der Um­ hüllung vorgepreßt und vorverdichtet und dann in die Um­ hüllung eingeschoben und fertig verdichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gesamte Preßvorgang in ein und derselben Preßvorrichtung erfolgt, wobei das Vorpressen in einem Teil der Vorrichtung erfolgt und die vorgepreßte Ladung dann in einen anderen Teil der Vorrichtung, in welchem vorher die Umhüllung eingesetzt wurde, bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Vorpressen mit einem Druck erfolgt, der nicht höher ist als der zur Erzielung einer dem Verwendungszweck genügenden Verdichtung not­ wendige Druck.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Vorpressen mit einem Druck erfolgt, der 40 bis 100% des zur Erzielung einer dem Verwendungszweck genügenden Verdichtung notwendigen Druckes beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ladung in einer rohrförmigen Preßvorrichtung mit einem Preßstempel vorgepreßt und mittels des gleichen Stempels in die Umhüllung eingeschoben, fertig verdichtet und aus der Vorrichtung ausgestoßen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ladung in einer rohrförmigen Preßvorrichtung mit zwei in der Preßform gegeneinander bewegbaren Preßstempeln vorgepreßt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einer rohrförmigen Preßform und einem oder mehreren Preßwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Preßform (1) mit einer Ausnehmung (8) zur Aufnahme einer Umhüllung (4) versehen ist und ein oder mehrere Preßwerkzeuge (2, 3, 11, 12) auf­ weist, die mit der rohrförmigen Preßform zum Vorverdichten der Ladung (5) außerhalb der Umhüllung, zum Einschieben der Ladung um die Um­ hüllung, zum Fertigverdichten und zum Ausstoßen der Ladung mit Um­ hüllung aus der Preßform (1) zusammenwirken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Preßwerkzeuge vorgesehen sind ein erster Preßstempel (2), der axial in der rohrförmigen Preßform (1) verschiebbar ist, ein zweiter Preßstempel (3), der als Widerlager für die Vorverdichtung angeordnet ist, und aus einer Preßplatte, die als Widerlager bei der End­ verdichtung angeordnet ist, bestehen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Preßstempel (3) einen Teil (9) aufweist, der an den Endflächen der rohrförmigen Preß­ form (1) und der eingesetzten Umhüllung (4) anliegt, und einen in die Preßform (1) hineinragenden, das Gehäuse (4) ausfüllenden Teil (10) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Preßplatte (11) an den End­ flächen der Preßform und der eingesetzten Umhüllung anliegt.