DE3529123C1

DE3529123C1 - Process and device for producing explosive charges

Info

Publication number: DE3529123C1
Application number: DE19853529123
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Kaelberer; Anton Dipl-Chem Dr Reichel
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1985-08-14
Filing date: 1985-08-14
Publication date: 1987-04-23

Abstract

In order to obtain explosive charges having a high concentration of high-energy explosive, a mixture of solid high-energy explosive and a binder is introduced into a casting mould (1), the solid explosive fraction being compacted, after each part quantity has been introduced, by means of a loading ram (10) permeable at its end face. The loading ram (10) is removed and the binder is allowed to solidify. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her stellung von Sprengstoffkörpern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie hat auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum Gegenstand.The invention relates to a method for Her provision of explosive devices according to the generic term of claim 1. It also has a device for Perform this procedure on the subject.

Ein derartiges Verfahren, das auch als Druckguß bezeich net wird, ist beispielsweise aus der DE-PS 12 07 842 bekannt. Der feste hochenergetische Sprengstoff ist dabei im allgemeinen Oktogen oder Hexogen, und das ge schmolzene Bindemittel TNT. Die Gießform kann auch durch die Ladungshülle gebildet sein.Such a process, also known as die casting is, for example, from DE-PS 12 07 842 known. The solid high-energy explosive is generally octogen or hexogen, and that ge melted binders TNT. The mold can also be made by the cargo envelope be formed.

Bei dem bekannten Verfahren wird das gesamte Gemisch in die Gießform gegossen und in einem Vorgang verdichtet. Durch die Reibung der festen Sprengstoffteilchen an einander und an der Wandung der Gießform wird der feste Sprengstoffanteil dadurch um so weniger verdichtet, je größer der Abstand vom Auflaststempel ist. Auf diese Weise entsteht ein Sprengstoffkörper mit einem im wesentlichen axial verlaufenden Dichtegradienten, der insbesondere bei schlanken Sprengstoffkörpern mit einem großen Längen/Durchmesser-Verhältnis zu einem um z. B. 5 bis 6% größeren Anteil des festen Sprengstoffs in der Nähe des Stempels führt gegenüber dem vom Stempel abgewandten Bereich.In the known method, the entire mixture is in the mold is cast and compacted in one operation. Due to the friction of the solid explosive particles each other and on the wall of the mold becomes firm This means that the proportion of explosives is less compressed, ever the distance from the load stamp is greater. To this In this way, an explosive body with an im essential axial density gradient, the especially with slim explosives with a large length / diameter ratio to a z. B. 5 to 6% greater proportion of solid explosives in the The proximity of the stamp leads to that of the stamp facing area.

Aus der DE-OS 25 04 756 ist es bekannt, das Verdichten eines festen Sprengstoffs in einer Form mit einem auf blasbaren Sack durchzuführen, wobei das Verdichten unter Verwendung eines jeweils kleineren Sacks in mehreren Stufen erfolgen kann. Dieses Verfahren ist auf den Druckguß nicht anwendbar. So besteht keine Möglichkeit, den geschmolzenen Anteil aus dem festen Sprengstoffanteil herauszupressen. Auch würde der geschmolzene Anteil den Sack verkleben.From DE-OS 25 04 756 it is known to compress of a solid explosive in a mold with one on it perform inflatable bag, the compaction under Use a smaller sack in several Stages can take place. This procedure is based on the Die casting not applicable. So there is no way the melted part from the solid explosive part to squeeze out. Also the melted portion would glue the sack.

Ferner ist es bekannt, geschmolzenen Sprengstoff, wie TNT oder Gemische von TNT und Ammonsalpeter und dgl., schichtenweise in eine Gießform einzufüllen und jede Schicht mit einem gekühlten, undurchlässigen Stempel unter Druck erstarren zu lassen (DE-PS 9 66 737). Nach diesem Verfahren wird also eine hohe Dichte des TNT bzw. TNT-Gemischs angestrebt, also im Gegensatz zum Druckguß weder eine hohe Konzentration an dem festen hochenergetischen Sprengstoff gegenüber dem TNT, noch eine gleichmäßige Verteilung von festem Sprengstoff und TNT in der Ladung.It is also known to use molten explosives, such as TNT or mixtures of TNT and ammonium nitrate and Like. To fill in layers in a mold and each layer with a chilled, impervious Let the stamp solidify under pressure (DE-PS 9 66 737). According to this method, there is a high density of the TNT or TNT mixture, that is, in contrast for die casting, neither a high concentration on the solid high-energy explosives compared to the TNT, still an even distribution of solid Explosives and TNT in the cargo.

Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, mittels Druckguß einen Sprengkörper mit einem hohen optimal verteilten festen Sprengstoffanteil herzustellen.The invention as characterized in the claims is, the task is based on die casting an explosive device with a high optimally distributed to produce a solid explosive component.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die Suspension aus festem Sprengstoff und Bindemittel nicht in einer Stufe verdichtet, vielmehr werden Teilmen gen der Suspension in die Gießform eingebracht, wobei nach dem Einbringen jeder Teilmenge eine Verdichtung mit einem Auflaststempel vorgenommen wird, der an seiner Stirnseite eine verschließbare Öffnung zur Zufuhr der Suspension in die Gießform aufweist.In the method according to the invention, the Suspension of solid explosives and binders not condensed in one stage, but rather become submenus introduced into the mold in the suspension, whereby a compression after the introduction of each subset is made with an on-load stamp, which is on a lockable opening to its front Has supply of the suspension in the mold.

Das Einbringen des Gemischs kann manuell erfolgen oder automatisch, vorzugsweise mit einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 2 bis 5. Das Gemisch kann, wie beim Druckguß üblich, mit einem Bindemittelüberschuß als gießfähige Suspension vorliegen, also z. B. ein Gemisch von 35 Gew.-% TNT und 65 Gew.-% Oktogen und/oder Hexogen sein. Statt TNT können auch andere Bindemittel, insbesondere aushärtbare Kunststoffe verwendet werden. Jedoch ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, praktisch ohne Bindemittelüberschuß zu arbeiten, also eine Paste aus z. B. 15 Gew.-% TNT und 85 Gew.-% Oktogen und/oder Hexogen in die Gießform z. B. mit einem Extruder einzubringen. Ferner kann zur Bildung der Teilmenge in jeder Stufe zunächst das geschmolzene Bindemittel und dann der feste Spreng stoff in die Gießform eingebracht werden. Da ein Teil des geschmolzenen oder aushärtbaren Bindemittels, also in der Regel TNT, nach dem Verdichten als Überstand vorliegt, kann das erfindungsgemäße Verfahren mit insgesamt relativ wenig Bindemittel durchgeführt werden. Die Verdichtung kann mit oder ohne Vibra tion von Auflaststempel und/oder Gießform erfolgen.The mixture can be introduced manually or automatically, preferably with a device according to claims 2 to 5. The mixture can, as usual for die casting, with an excess of binder are present as a pourable suspension, e.g. B. a Mixture of 35% by weight of TNT and 65% by weight of octogen and / or Be hexogenic. Instead of TNT, other binders, in particular curable plastics are used. However, it is according to the method of the invention also possible, practically without excess binder to work, so a paste from z. B. 15 wt% TNT and 85 wt% octogen and / or hexogen in the mold e.g. B. with an extruder. Furthermore, to form the subset in each stage first the melted binder and then the solid blast material into the mold. Because part the melted or curable binder, usually TNT, after compression as a supernatant is present, the method according to the invention can also be used overall relatively few binders are carried out. The compaction can be with or without vibra tion of the load ram and / or casting mold.

Die Anzahl der einzubringenden und zu verdichtenden Teil mengen bzw. Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist von der Geometrie und den Eigenschaften des betreffenden Spreng körpers abhängig. Zum Beispiel sind bei einem Sprengkörper mit einem kleinen Längen/Durchmesser-Verhältnis normalerweise weniger Stufen erforderlich, um eine hohe homogene Konzen tration des festen Sprengstoffs zu erreichen als bei einem schlanken Sprengkörper mit relativ großem Längen/Durchmes ser-Verhältnis. Falls es sich bei dem Sprengkörper um eine Hohlladung handelt, sind deren Eigenschaften, also die Aus bildung des Hohlladungsstachels, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren steuerbar, und zwar durch Schaffung von Bereichen unterschiedlich hoher Konzentration, wobei für Bereiche sehr hoher Konzentration entsprechend kleine und für Berei che weniger hoher Konzentration entsprechend größere Teil mengen eingesetzt und verdichtet werden.The number of parts to be inserted and compressed quantities or stages of the method according to the invention is from the geometry and properties of the explosive in question body dependent. For example, with an explosive device a small length / diameter ratio usually fewer steps required to achieve a high homogeneous concentration tration of solid explosives than with one slim explosive device with a relatively large length / diameter water ratio. If the explosive device is one Hollow charge is their properties, so the end formation of the shaped charge spike, according to the invention Process controllable by creating areas different levels of concentration, being for areas very high concentration correspondingly small and for area che less high concentration correspondingly larger part quantities are used and compressed.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Erhöhung der Konzentration des festen Sprengstoffs von mittels Druckguß hergestellten Sprengkörpern von 3% oder mehr gegenüber dem bekannten Verfahren erzielt. Weiterhin ist insbesondere bei sehr schlanken Sprengkörpern, wie Stangen, oder bei Spreng körpern mit stark unterschiedlichen Querschnitten eine hohe Homogenität der Verteilung des festen Sprengstoffs sichergestellt.According to the method of the invention, an increase in Concentration of solid explosives by means of die casting manufactured explosive devices of 3% or more compared to known method achieved. Furthermore, in particular very slim explosive devices, such as rods, or in the case of explosives bodies with very different cross sections high homogeneity of the distribution of the solid explosives ensured.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematischThe invention is described in more detail below with reference to the drawing explained. Each shows schematically

Fig. 1a und 1b axiale Längsschnitte durch Gießformen mit verdichtetem Sprengstoff; Figures 1a and 1b axial longitudinal sections through casting with compressed explosives.

Fig. 2a und 2b axiale Längsschnitte durch eine Gießform mit einer Vorrichtung zur Sprengstoffzufuhr im geschlossenen bzw. geöffneten Zustand; und Figs. 2a and 2b axial longitudinal sections through a mold having a device for supplying explosives in the closed or opened state; and

Fig. 3 einen axialen Längsschnitt durch eine Gießform mit einem Auflast stempel, dessen Geometrie der gegenüberliegenden Stirnseite der Gießform angepaßt ist. Fig. 3 is an axial longitudinal section through a mold with a load stamp, the geometry of which is adapted to the opposite end face of the mold.

In Fig. 1a ist eine Gießform 1 dargestellt, mit der ein Sprengkörper 2 hergestellt wird, der im Bereich 3 mit der Auskleidung 4 einen erheblich größeren Querschnitt aufweist als in dem davon abgewandten Bereich 5, und zwar unter Bildung einer Hinterschneidung 6. Wenn ein derartiger Sprengkörper in einem Schritt verdichtet wird, ist im Bereich der Auskleidung 3 und insbesondere im Bereich der Hinterschneidung 6 die Konzentration an festem Sprengstoff geringer als in den übrigen Bereichen. FIG. 1 a shows a casting mold 1 with which an explosive device 2 is produced, which in the area 3 with the lining 4 has a considerably larger cross-section than in the area 5 facing away from it, with the formation of an undercut 6 . If such an explosive device is compressed in one step, the concentration of solid explosive is lower in the area of the lining 3 and in particular in the area of the undercut 6 than in the other areas.

Erfindungsgemäß wird zur Herstellung des Sprengkörpers 2 daher zunächst eine solche Teilmenge des Gemischs aus festem Sprengstoff und geschmolzenem Bindemittel in die Gießform 1 eingebracht, daß nach dessen Verdichtung die obere Grenzfläche des festen Sprengstoffs bzw. die Stirnseite des (in Fig. 1a nicht dargestellten) Auflast stempels sich in Höhe der Linie I befindet. Alsdann wird die zweite Teilmenge eingegeben und verpreßt, so daß die obere Grenzfläche des festen Sprengstoffs bzw. die Stirnseite des Auflaststempels in Höhe der Linie II angeordnet ist. Alsdann wird der Auflaststempel unter Einwirkung atmosphärischen Überdrucks auf das geschmol zene Bindemittel, das als Überstand über dem verdichte ten festen Sprengstoffanteil vorliegt, entfernt und bei weiterer Unterdrucksetzung durch atmosphärischen Überdruck der geschmolzene Anteil erstarren gelassen, worauf er zu sammen mit der obersten Schicht des verdichteten Spreng stoffs als verlorener Kopf 7 in Höhe der Linie 7′ abge trennt wird.According to the invention, for the manufacture of the explosive 2 , a portion of the mixture of solid explosive and molten binder is first introduced into the casting mold 1 such that after its compression the upper boundary surface of the solid explosive or the end face of the ballast (not shown in FIG. 1a) stamp is in line with line I. Then the second subset is entered and compressed, so that the upper boundary surface of the solid explosive or the end face of the load ram is arranged at the level of line II. Then the Auflaststempel is removed under the influence of atmospheric overpressure on the molten binder, which is present as a supernatant over the densified solid explosive component, and upon further pressurization by atmospheric overpressure the molten component is allowed to solidify, whereupon it is together with the top layer of the compressed explosive substance as a lost head 7 is separated in the amount of line 7 ' abge.

Nach Fig. 1b ist die Gießform 1 zylindrisch ausgebildet, wobei vier etwa gleich große Teilmengen eingebracht wer den, die jeweils bis zur Linie I, II, III und IV verpreßt werden. Die auf diese Weise hergestellte Sprengstoffstange kann z. B. in Scheiben zerlegt und zur Herstellung von Über tragerladungen eingesetzt werden.According to Fig. 1b, the casting mold 1 is cylindrical, with four approximately equal subsets introduced who are each pressed to the line I, II, III and IV. The explosive rod produced in this way can, for. B. disassembled and used for the production of carrier charges.

Gemäß Fig. 2a und 2b ist in der Mitte des mit Längsbohrun gen 8 und an seiner Stirnseite mit einem Sieb 9 versehenen Auflaststempels 10 eine Öffnung 11 vorgesehen, die durch ein Tellerventil verschließbar ist. Der Schaft 13 des Ven tiltellers 12 ragt dabei in die hohl ausgebildete Stange 14 des Auflaststempels 10. Am Umfang des Auflaststempels 10 und an der als Ventilsitz ausgebildeten Öffnung 11 ist jeweils eine Dichtung 15 bzw. 16 vorgesehen.According to FIGS. 2a and 2b, an opening 11 is provided in the middle of the load ram 10 provided with longitudinal bores 8 and on its end face with a sieve 9 , which opening can be closed by a poppet valve. The shaft 13 of the Ven tilteller 12 projects into the hollow rod 14 of the load ram 10 . A seal 15 or 16 is provided on the circumference of the load ram 10 and on the opening 11 designed as a valve seat.

Auf diese Weise wird die erste Teilmenge 2′ des Gemisches bei geöffnetem Ventil über die hohle Stempelstange 14 in die Gießform 1 eingebracht und bei geschlossenem Ventil verpreßt (Fig. 2a). Danach wird der Stempel 10 hochgefahren und bei geöffnetem Ventil die nächste Teilmenge, wie durch die Pfeile 2′′ angedeutet, eingebracht (Fig. 2b). Diese Vor gänge werden wiederholt, bis der gesamte Sprengkörper ver preßt worden ist.In this way, the first subset 2 'of the mixture is introduced with the valve open via the hollow plunger 14 into the mold 1 and pressed with the valve closed ( Fig. 2a). Then the stamp 10 is raised and, with the valve open, the next subset, as indicated by the arrows 2 '' , introduced ( Fig. 2b). These operations are repeated until the entire explosive device has been pressed ver.

Das Ventil kann über den Ventilschaft 13 betätigbar sein. Es kann jedoch auch als Rückschlagventil ausgebildet sein, so daß es sich beim Verdichtungsvorgang automatisch schließt und beim Hochfahren des Auflaststempels 10 unter Zufuhr von neuem Gemisch automatisch öffnet. Das Einbringen und Verdichten kann auf diese Weise praktisch kontinuier lich durchgeführt werden.The valve can be actuated via the valve stem 13 . However, it can also be designed as a check valve, so that it closes automatically during the compression process and opens automatically when the load ram 10 is raised, with the supply of new mixture. The introduction and compaction can be carried out practically continuously in this way.

Gemäß Fig. 3 ist zur Herstellung einer Hohlladung eine trichterförmige Auskleidung 4 in der Gießform 1 angeordnet, wobei die Stirnseite des Auflaststempels 10 entsprechend der Auskleidung 4 konisch ausgebildet ist. Nach Verpressen der ersten Teilmenge 2′ kann dadurch im Bereich der Aus kleidung 4 eine hohe Verdichtung des festen Sprengstoffs erreicht werden. Die übrigen Teilmengen können mit dem gleichen Stempel 10 verpreßt werden, wobei der dann gebil dete obere konische Bereich des festen Sprengstoffs nach dem Verpressen des gesamten Sprengkörpers mit dem verlore nen Kopf entfernt wird. Die Auskleidung 4 kann dabei durch andere Ladungseinbauten ersetzt sein.According to FIG. 3, a funnel-shaped lining 4 is arranged in the casting mold 1 for producing a shaped charge, the end face of the loading ram 10 being conical in accordance with the lining 4 . After pressing the first subset 2 ' , a high compression of the solid explosive can be achieved in the area from the clothing 4 . The remaining subsets can be pressed with the same punch 10 , the then formed upper conical area of the solid explosive being removed after the pressing of the entire explosive device with the lost head. The lining 4 can be replaced by other charge internals.

Claims

1. A process for the production of explosive bodies by the casting process, in which a suspension of a solid high-energy explosive and a molten or liquid curable binder is introduced into a casting mold, the solid explosive component of the suspension is compressed with a hollow load-bearing stamp which is permeable on its end face and which Auflaststempel after the compression th of the suspension removed and the melted or hardenable binder is allowed to solidify, characterized in that the introduction of the suspension and the compression of the solid explosive proportion is carried out in several stages and that the supply of the suspension via a at the front of the Closing opening located on the load stamp.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the load stamp ( 10 ) for supplying the mixture has a hollow rod ( 14 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the opening ( 11 ) on the front side of the Auflaststem pels ( 10 ) by a poppet valve (valve plate 12 ) can be closed.

4. The device according to claim 3, characterized in that the valve stem ( 13 ) of the poppet valve extends into the hollow rod ( 14 ) of the load ram ( 10 ).

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the end face of the load ram ( 10 ) is adapted to the geometry of the opposite end face of the casting mold ( 1 ).