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Verfahren und Anlage zur Herstellung eines Treibsatzes
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines
ein vorgegebenes Gewicht aufweisenden, aus einer vorgegebenen Anzahl nebeneinander
und im stand voneinander angeordneter, folienförmiger Treibstoff scheiben bestehenden
Treibsatzes für eine pyrotechnsche Ausstoßvorrichtung.
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Derartige Ausstoßvorrichtungen dienen beispielsweise zum Ausstoß von
Streumunition. Dabei kann die Ausstoßvorrichtung so ausgebildet sein, daß der Treibsatz
zwischen zwei Treibspiegeln in der Mitte eines beidseitig offenen Abschußrohres
angeordnet ist.
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In der Regel ist dabei eine Vielzahl von Ausstoßrohren mit je einer
Ausstoßvorrichtung in einem Behälter zusammengefaßt. So kann ein solcher Behälter
beispielsweise 112 Ausstoßrohre aufweisen, die quer zum Trägerflugzeug angeordnet
sind, an dem der Behälter befestigt ist. Die Ausstoßvorrichtungen von Gruppen von
Ausstoßrohren des Behälters müssen nach einer bestimmten Anzündsequenz gezündet
werden und den Streumunitionskörper der einzelnen Gruppen unterschiedliche Ausstoßgeschwindigkeiten
erteilen, damit sichergestellt ist, daß die Streumunitionskörper nach dem Verlassen
der Rohre nicht aneinanderstoßen. Dazu ist eine genaue Reproduzierbarkeit einerseits
der Auslösezeit zwischen Anzünd-Impulsgabe und Rohrverlassen des Streumunitionskörpers
und andererseits der Ausstoßgeschwindigkeit erforderlich.
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Es ist nun herausgefunden worden, daß sich eine genaue
Reproduzierbarkeit
der Auslösezeit und der Ausstoßgeschwindigkeit erreichen läßt, wenn der Treibsatz
durch ein Paket nebeneinander angeordneter, sich radial erstreckender folienförmiger
Treibstoffscheiben gebildet ist, die unter Bildung eines spaltförmigen Zwischenraumes
im Abstand voneinander angeordnet sind.
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Nach dem Anzünden des Anzündsatzes gelangen nämlich dann beispielsweise
über ein mit Durchbrechungen versehenes Zentralrohr die heißen Anzündpartikel in
die spaltförmigen Zwischenräume zwischen den Folienscheiben, wodurch ein rascher,
gleichmäßiger Brennverlauf der Folienscheiben des Treibsatzes bei praktisch vollständiger
Verbrennung gewährleistet ist. Das heißt, es wird eine Reproduzierbarkeit der Aus
löse zeit zwischen Anzünd-Impulsgabe und Verlassen des Rohres der Streumunition
au' einen Bruchteil einer Hundertstelsekunde erreicht.
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Um genau reproduzierbare unterschiedliche Ausstoßgeschwindigkeiten
für die einzelnen Ausstoßrohrgruppen des Behälters zu erhalten, wird so vorgegangen,
daß für jede Ausstoßrohrgruppe Treibsätze mit einer bestimmten Anzahl von Treibstoffolienscheiben
und mit einem bestimmten Gesamtgewicht verwendet werden. Die Anzahl der Treibstoffolienscheiben
der Treibsätze verringert sich dabei von den Ausstoßvorrichtungen am vorderen Ende
des am Trägerflugzeug befestigten Behälters zu den am hinteren Behälterende angeordneten
Ausstoßvorrichtungen. Dazu können die Treibstoffolienscheiben durch Füllscheiben
aus einem inerten Material ausgetauscht werden. Das heißt, in den Ausstoßvorrichtungen
für Ausstoßrohrgruppe am vorderen Ende des am Trägerflugzeug befestigten Behälters,
die der Streumunition die relativ höchste Geschwindigkeit erteilen sollen, sind
keine oder ist die geringste Anzahl von inerten Füllscheiben vorhanden, während
die Anzahl der inerten Füllscheiben in den
Ausstoßvorrichtungen
für die Ausstoßrohrgruppe am hinteren Behälterende am größten ist, wodurch der Streumunition
nur eine relativ geringe Geschwindigkeit erteilt wird. Das heißt, für eine genau
reproduzierbare Ausstoßgeschwindigkeit bei den einzelnen Ausstoßrohruppen ist es
erforderlich, daß jeder Treibsatz aus einer bestimmten Anzahl von Folienringen besteht
und ein genaues Gesamtgewicht aufweist.
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Bei der Herstellung der Treibstoffolienscheiben hat sich nun gezeigt,
daß deren Gewicht in relativ weiten Grenzen sich ändert. Dies ist im wesentlichen
auf Schwankungen der Folienstärke zurückzuführen. So ist die Stärke der von der
Feinwalze erzeugten Folienbahn beispielsweise von den Betriebsbedingungen der Walze,
wie der Walzentemperatur, abhängig.
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Weiterhin treten innerhalb jeder gewalzten Folienbahn Stärkeschwankungen
auf. Es müssen daher besondere Maßnahmen getroffen werden, um Treibsätze zu erhalten,
die bei vorgegebener Folienscheibenzahl ein genau vorgegebenes Gewicht besitzen.
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Dazu ist bisher beispielsweise so vorgegangen worden, daß nach dem
Wiegen der ausgestanzten Folienscheiben die extrem leichten und extrem schweren
Scheiben aussortiert wurden.
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Die übrigen Folienscheiben wurden dann in der erforderlichen Anzahl
zu dem Treibsatz zusammengestellt, wobei man sich durch ständiges Wiegen, Auswechseln
von Folienscheiben gegen extrem leichte bzw. extrem schwere Folienscheiben und durch
Abschneiden der Ränder der Folienscheiben mit einer Schere langsam auf das vorgegebene
Gewicht hintastete.
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Ein derartiges Verfahren ist freilich für die serienmäßige Herstellung
derartiger Treibsätze viel zu unwirtschaftlich und unzuverlässig.
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Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt
daher die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zur serienmäßigen Herstellung
von ein vorgegebenes Gewicht aufweisenden Treibsätzen mit einer bestimmten Treibstoffolienscheibenanzahl
bzw. eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher
erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1a die statistische Verteilung der Foliendicke
von aus Folienbahnen ausgestanzten Folienscheiben; Fig. 1b die in einzelne Foliendickeklassen
sortierten Folienscheiben; Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Folienscheibe des Treibsatzes;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils des Treibsatzes; Fig. 4 ein Blockdiagramm
einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage; Fig. 5 eine Stanzvorrichtung
und eine Sortiervorrichtung der erfindungsgemäßen Anlage in schematischer Wiedergabe;
Fig. 6 eine Zusammenstell- und Stapelvorrichtung einer erfindungsgemäßen Anlage
in schematischer Wiedergabe.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ausgehend von der statistischen
Verteilung der Stärke und damit des Gewichts der Folienringe,die Folienringe in
Gewichtsklassen
zu sortieren, um dann anhand der vorhandenen sortierten
Folienringe eine möglichst große Anzahl der gewünschten Treibsätze herzustellen.
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Schwankt beispielsweise die Folienstärke der aus der Folienbahn ausgestanzten
Folienscheiben zwischen 0,23 und 0,29 mm, wie in Fig. pa dargestellt, so werden
gemäß Fig. 1b beispielsweise acht Stärke- bzw. Gewichtsklassen gebildet, die mit
-4,-3, -2,-1,+1, +2, +3 urd +4 bezeichnet werden, wobei die einzelnen Gewichtsklassen
Foliendickeinkrementen von 0,075 mm bzw. entsprechenden Gewichtsinkrementen (z.
B. von 50 mg) entsprechen.
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Liegt also beispielsweise folgender Lagerbestand vor: 360 Folienscheiben
der Klasse -4, 640 Folienscheiben der Klasse -3, 180 Folienscheiben der Klasse -2,
1190 der Klasse -1, 1350 Folienscheiben der Klasse +1, 650 Folienscheiben der Klasse
+2, 630 Folienscheiben der Klasse +3 und Null Folienscheiben der Klasse +4 und sollen
85 Treibsätze mit gleichem Gesamtgewicht aus jeweils 82 Folienscheiben hergestellt
werden, so können aus diesem Lagerbestand 40 Treibsätze aus je 16 Scheiben der Klasse
-3, 14 Scheiben der Klasse -1, 18 Scheiben der Klasse +1, und 14 Scheiben der Klasse
+2 sowie weitere 45 Treibsätze aus je 14 Scheiben der Klasse -4, 4 Scheiben der
Klasse -2, 14 Scheiben der Klasse -1, 14 Scheiben der Klasse +1, 2 Scheiben der
Klasse +2 und 14 Scheiben der Klasse +3 hergestellt werden.
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Es ist ersichtlich, daß damit der Lagerbestand der Folienscheiben
optimal ausgenutzt, d. h. eine hervorragende Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erzielt
wird.
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Gemäß Fig. 2 weisen die Folienscheiben 1 des Treibsatzes
der
pyrotechnischen Ausstoßvorrichtung die Form eines gleichseitigen Sechsecks auf.
In der Mitte sind sie mit einem kreisförmigen Loch 2 versehen. Gemäß Fig. 3 sind
mehrere Folienscheiben 1 nebeneinander in einem Treibsatz 3 angeordnet. Jede Folienscheibe
1 weist dabei in regelmäßigen Abständen auf einer Seite noppenförmige Vorsprünge
4 auf, wobei die noppenförmigen Vorsprünge 4 nebeneinander angeordneter Scheiben
1 versetzt angeordnet sind. Dadurch wird ein Zwischenraum zwischen den Scheiben
1 geschaffen. Durch die Löcher 2 erstreckt sich im fertigen Treibsatz das Zentralrohr,
aus dem, wie vorstehend erwähnt, die Anzündpartikel in die Zwischenräume zwischen
den Scheiben 1 eintreten.
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Gemäß Fig. 4 besteht die Anlage im wesentlichen aus einer Walzvorrichtung
5, mit der eine Folienbahn 20 (Fig. 5) aus Treibstoff erzeugt wird, aus einer Stanzvorrichtung
7, mit der aus der Folienbahn 20 die sechseckigen Folienscheiben 1 gestanzt werden,
einer Waage 8, mit der die ausgestanzten Folienscheiben 1 einzeln gewogen werden,
einer Sortiervorrichtung 9, die die von der Waage 8 gewogenen Folienscheiben 1 in
einzelne Gewichtsklassen sortiert, einem Lager 10, in dem die nach ihrer Gewichtsklasse
sortierten Folienscheiben 1 gelagert werden, einer Zusammenstellvorrichtung 11,
die die Folienscheiben 1 aus den einzelnen Gewichtsklassen so zusammenstellt, daß
sich das vorgegebene Gesamtgewicht des Treibsatzes ergibt, sowie einer Prägevorrichtung
12, die die Folienringe 1 mit den noppenförmigen Vorsprüngen 3 versieht.
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Weiterhin ist eine zweite Waage 13 zum Nachwiegen des aus den Folienscheiben
1 zusammengesetzten Treibsatzes 3 vorgesehen.
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Die Daten der ersten Waage 8 werden einer Steuereinheit 14
zugeführt,
die den Transport der Folienscheiben 1 zu der Sortiervorrichtung 9 steuert. An die
Steuereinheit 14 ist eine Anzeigevorrichtung 15, beispielsweise ein Drucker, angeschlossen,
die die Produktion der Folienscheiben 1 der einzelnen Gewichtsklassen innerhalb
eines bestimmten Zeitraums, beispielsweise die Tagesproduktion, anzeigt.
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Die Daten der Steuereinheit 14 werden einem Rechner 16 zugeführt.
Der Rechner 16 ist über eine weitere Steuereinheit 17 mit der zweiten Waage 13 verbunden.
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Auf diese Weise kann der Rechner 16 stets den Bestand der Folienringe
1 in den einzelnen Gewichtsklassen des Lagers 10 ermitteln.
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Die im einzelnen nicht dargestellte Walzvorrichtung 5 besteht aus
einer Friktionswalze, einer dieser nachgeordneten Simultanwalze und einer der Simultanwalze
nachgeordneten Feinwalze. Dabei wird ein doppelbasiges Treibstoffgranulat, beispielsweise
aus 50 % Nitrozellulose, 40 % Nitroglyzerin und Abbrandmoderatoren, Weichmachern
und Stabilisatoren als Rest, durch die Friktionswalze geknetet und vorgewalzt. Mit
der Simultanwalze wird dann eine saubere, blasenfreie, glatte Oberfläche des Walzprodukts
erzielt, worauf mit der Feinwalze eine Folienbahn beispielsweise von einer mittleren
Stärke von 0,26 mm auf wenige Hundertstelmillimeter genau ausgewalzt wird. Die Folienbahn
wird dann auf eine Breite von beispielsweise 50 cm zugeschnitten und anschließend
der Stanzvorrichtung 7 zugeführt.
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Die Stanzvorrichtung 7 ist schematisch in Fig. 5 wiedergegeben. Sie
weist ein Werkzeug 18 mit drei ein gleichseitiges Sechseck bildenden Messern 19
auf, die wabenförmig angeordnet und in Fig. 5 gestrichelt dargestellt sind. Die
Breite
der wabenförmig angeordneten Messer 19 entspricht dabei etwa der Breite der Folienbahn
20, die der Stanzvorrichtung 7 mit einem Transportband 21, das eine Gummibeschichtung
aufweist, in Richtung des Pfeiles 22 zugeführt wird. Die mit der Stanzvorrichtung
7 aus der Folienbahn 20 ausgestanzten sechseckigen, jeweils mit einem mittigen Loch
2 versehenen Folienscheiben 1 werden dann von dem Transportband 21 einer Saugvorrichtung
23 zugeführt, die eine den Messern 19 des Stanzwerkzeugs 18 entsprechende Anzahl
von Saugköpfen 24 aufweist.
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Mit der Saugvorrichtung 23 werden die Folienscheiben 1 von dem Transportband
21 abgehoben und über eine Transportvorrichtung 25, beispieisweise eine Rutsche,
bewegt.
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Die Bewegung des Transportbandes 21 des Werkzeuges 18 der Stanzvorrichtung
7 und der Saugvorrichtung 23 von dem Transportband 21 zu der Transportvorrichtung
25 erfolgt taktweise mit gleichem Takt.
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Die über die Rutsche 25 von der Saugvorrichtung bewegten Folienscheiben
1 werden dann von den Saugköpfen 24 von der Saugvorrichtung 23 nacheinander freigegeben
und gelangen so auf die Waage 8.
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Mit einer weiteren einen Saugkopf 26 aufweisenden Saugvorrichtung
27 werden dann die von der Waage 8 gewogenen Folienscheiben 1 nacheinander einer
weiteren Transportvorrichtung 28, beispielsweise einer Rutsche, zugeführt.
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Vor der Rutsche 28 ist ein Drehtisch 29 mit Aufnahmen 30 für die Folienscheiben
1 vorgesehen.
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Jede der Aufnahmen 30 entspricht dabei einer bestimmten Folienscheibengewichtsklasse,
wobei die Gewichtsklasse
dem Diagramm nach Fig. Ib eingeteilt sind.
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Die Rutsche 28 weist eine Sperre 31 auf, die die von der Saugvorrichtung
27 auf die Rutsche 28 einzeln transportierten Folienscheiben 1 zurückhält. Die betreffende
Folienscheibe 1 auf der Rutsche 28 wird dabei von der Sperre 31 freigegeben, wenn
die an die Waage 8 angeschlossene, einen Komparator aufweisende Steuereinheit 14
der Sperre 31 ein entsprechendes Signal gibt, d. h. wenn die Aufnahme 30 des Drehtischs
29, die der Gewichtsklasse entspricht, der der Folienring 1 auf der Rutsche 28 entspricht,
sich vor die Rutsche 28 bewegt hat.
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Wenn die Aufnahmen 30 mit Folienringen 1 gefüllt sind, werden die
Folienringe 1 aus den Aufnahmen 30 entfernt und sortiert nach ihrer Gewichtsklasse
in dem Lager 10 aufbewahrt (Fig. 4).
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Gemäß Fig. 6 weist die Zusammenstellvorrichtung 11 einen Drehtisch
32 auf, der für jede Folienscheibengewichtsklasse mit je einer Aufnahme 40 versehen
ist. Eine durch den Rechner 16 gesteuerte Transportvorrichtung, vorzugsweise eine
Saugvorrichtung 41 mit einem Saugkopf 42, entnimmt dann den Aufnahmen 40 des Drehtisches
32 die vorgegebene Anzahl der Folienscheiben 1 entsprechend dem vorgegebenen Treibsatzgewicht.
Die den Aufnahmen 40 von der Saugvorrichtung 41 entnommenen Folienscheiben 1 werden
dabei einzeln einem weiteren Drehtisch 43 zugeführt, der mit einer Heizvorrichtung
44 versehen ist. Die Heizvorrichtung besteht aus einer Haube, in der ein Warmluftgebläse
angeordnet ist.
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Dem Drehtisch 43 mit der Heizvorrichtung 44 ist die Prägevorrichtung
12 nachgeschaltet. Die Prägevorrichtung 12 wird dabei durch einen weiteren Drehtisch
45 gebildet, der oberhalb des Drehtisches 43 mit der Heizvorrichtung 44 ange-
ordnet
ist und an seiner Unterseite an der Peripherie mit einer Vielzahl von im gleichen
Abstand voneinander angeordneten Prägeköpfen 46 versehen ist, die in Fig. 6 gestrichelt
dargestellt sind.
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Die Prägeköpfe 46 weisen dabei den Vorsprüngen 4 der Folienringe 1
entsprechende Vorsprünge auf. Die Vorsprünge zweier nacheinander angeordneter Prägeköpfe
46 sind dabei jeweils versetzt gegenübereinander angeordnet.
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Die Prägeköpfe 46 sind gekühlt, beispielsweise durch im Drehtisch
43 zirkulierendes Kühlwasser.
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Die Folienscheiben 1 werden von der Saugvorrichtung 41 nacheinander
in Aufnahmen 54 des Drehtischs 43 mit der Heizvorrichtung 44 bewegt. Die Aufnahmen
54 bestehen dabei jeweils aus einem Zylinder 62, in denen jeweils ein Stempel 70
verschieblich gelagert ist.
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Mit den Stempeln 70, die an ihrer Oberseite mit einem Schaumgummimaterial
versehen sind, werden die Folienscheiben 1 nach Durchlaufen der Heizeinrichtung
44 gegen die Prägeköpfe 46 der Prägevorrichtung 12 gedrückt, wodurch die noppenartigen
Vorsprünge 4 in die Folienscheiben 1 geprägt werden.
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Die so geprägten Folienscheiben 1 bleiben an den Prägeköpfen 46 haften
und werden mittels des Drehtischs 45 der Prägevorrichtung 12 zu einer weiteren Saugvorrichtung
78.
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mit Saugkopf 79 befördert, wobei di'e Folienscheiben 1 mit der Saugvorrichtung
78 zu dem gewünschten Treibsatz gestapelt werden. Diese Stapelung erfolgt auf einem
Transportband 80, das nach Fertigstellung jedes Treibsatzes 3 schrittweise weiterbewegt
wird.
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Die Treibsätze 3 werden dann der zweiten Waage 13 zugeführt, an die
die zweite Steuereinheit 17 angeschlossen ist. Von der Waage 13 können sie dann
in entsprechende Behälter oder direkt in die Ausstoßvorrichtung gegeben werden.
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Der Rechner 16 kann im übrigen auch zur Steuerung des Walzenspaltes
der Feinwalze der Walzvorrichtung 5 herangezogen werden, und zwar in der Weise,
daß er bei von der statistischen Gewichtsverteilung stark abweichenden Folienscheiben
1 eine entsprechende Neueinstellung des Walzenspaltes der Feinwalze der Walzvorrichtung
5 herbeiführt.
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