DE3546489A1 - Apparatus for the manufacture of combustible nitrocellulose-based cartridges as a munition moulding for barrel-type weapons - Google Patents
Apparatus for the manufacture of combustible nitrocellulose-based cartridges as a munition moulding for barrel-type weaponsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung verbrennbarer Hülsen auf NC-Basis als Munitionsformteil für Rohrwaffen aus einer wässrigen Aufschlämmung von Nitrozellulose, NC-Stabilisatoren, brennbarem Fesermaterial, Kunststoffbinder und Weichmachern durch Verfilzen und Formen der zylindrischen Hülse unter gleichzeitigem Abpressen des Überschußwassers.The invention relates to a device for producing combustible NC-based sleeves as molded ammunition for barrel weapons from an aqueous slurry of nitrocellulose, NC stabilizers, flammable solid material, plastic binders and plasticizers by felting and shaping the cylindrical sleeve under at the same time squeezing the excess water.
Verbrennbare Munitionsformteile werden als Kartuschenhülsen, Treibladungsbehälter oder als Zündrohre eingesetzt und sollen eine rückstandsfreie Verbrennung in der Rohrwaffe ermöglichen. Aufgrund ihres NC-Gehaltes und die Zugabe von gegebenenfalls noch energiereicheren Explosivstoffen, wie Nitropentan, Hexogen oder dgl., kann die Verarbeitung aus sicherheitstechnischen Gründen nur aus einer wässrigen Aufschlämmung erfolgen. Aus der Aufschlämmung werden die Fasern auf einen Formdorn gesaugt, so daß sie sich auf dessen Außenseite anlagern und miteinander verfilzen. Der Rohling wird in geheizten Pressen verdichtet, getrocknet und auf Maß geschnitten.Flammable molded ammunition parts are used as cartridge cases, Propellant charge containers or used as ignition tubes and should enable residue-free combustion in the barrel weapon. Because of their NC content and the addition of if necessary explosives that are even more energetic, such as nitropentane and hexogen or the like., The processing for security reasons For reasons of water slurry only. Out the slurry, the fibers are sucked onto a mandrel, so that they accumulate on the outside and with each other matted. The blank is compacted in heated presses, dried and cut to size.
Das bekannte Verfahren (DE-OS 24 28 632, 30 09 842) ist außerordentlich zeitaufwendig, da die Hülsen in Einzelfertigung hergestellt werden und dabei mehrere Arbeitsstationen nacheinander durchlaufen müssen. Ferner ist von Nachteil, daß das Bindemittel entweder in die wässrige Aufschlämmung eingegeben wird, so daß es zusammen mit den Fasern auf dem Formdorn aufgesaugt wird. Für diese Arbeitsweise sind jedoch nur wenige Bindemittel geeignet. Statt dessen kann das Bindemittel auch nachträglich auf den Rohling aufgesprüht werden, wobei dann aber keine einwandfreie homogene Mischung mehr möglich ist. Auch die Wandstärke bzw. die Dichte der Hülse nach dem Verpressen kann leicht schwanken, wenn nämlich beim Aufsaugen auf den Formdorn aufgrund strömungstechnischer Vorgänge keine gleichmäßige Faserschicht auf den Formdorn niedergeschlagen wird.The known method (DE-OS 24 28 632, 30 09 842) is extraordinary time-consuming because the sleeves are made to order and several workstations in succession have to go through. Another disadvantage is that the binder is either added to the aqueous slurry, so that it is sucked together with the fibers on the mandrel becomes. However, there are only a few binders for this procedure suitable. Instead, the binder can also subsequently sprayed onto the blank, whereby then a perfect homogeneous mixture is no longer possible is. Also the wall thickness or the density of the sleeve after pressing can fluctuate slightly if namely when sucking on the mandrel due to fluidic Processes no even fiber layer on the Mandrel is knocked down.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung vorzuschlagen, die zudem zu gleichmäßigen und reproduzierbaren Wandstärken an der Hülse führt.The invention is based, continuously to propose working device, which also uniform and reproducible wall thicknesses on the sleeve leads.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Doppelwellen- Schneckenextruder mit unmittelbar nach dem Einzug für die Aufschlämmung angeordneten Knet- und Preßsegmenten, einem Wasserabzug mit wenigstens einer im Bereich der Knetsegmente der stromabwärts davon angeordneten Einspritzdüse für den flüssigen Kunststoffbinder, einer am Austritt angeordneten Matrize zum Ausformen eines Rohrs.According to the invention, this object is achieved by a double-shaft Screw extruder with immediately after the feed kneading and pressing segments arranged for the slurry, a water drain with at least one in the area of the kneading segments the injector located downstream thereof for the liquid plastic binder, one arranged at the outlet Die for forming a tube.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich also - ausgehend von der wässrigen Aufschlämmung - ein endloses rohrartiges Gebilde in kontinuierlicher Arbeitsweise herstellen, von dem die Hülsen durch einfache Trennvorgänge abgelängt werden. Das Verfilzen und zumindest Vorverpressen der Fasern zu den Hülsen geschieht in einem einzigen kontinuierlichen Arbeitsgang. Durch das kontinuierliche Extrudieren wird ferner eine gleichmäßige Wandstärke gewährleistet, da das Fasermaterial in den Knet- und Preßzonen bei entsprechender Verfahrenslänge gleichmäßig verfilzt und verdichtet wird, also eine gleichmäßige Konsistenz erhält und ferner das austretende rohrartige Gebilde beim Austreten aus dem Extruder kalibriert wird. Die Entwässerung innerhalb des Schneckenextruders kann durch eine rückwärts geführte Entwässerungsleitung, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Fördermitteln erfolgen. Extruder von solchem Aufbau sind an sich bekannt (DE-PS 32 25 065).With the device according to the invention, it is therefore possible - starting out from the aqueous slurry - an endless tubular Manufacturing structures in a continuous way from which the sleeves are cut to length by simple cutting processes will. The matting and at least pre-pressing of the fibers to the pods happens in a single continuous Operation. Continuous extrusion will also ensures a uniform wall thickness because the fiber material in the kneading and pressing zones with the appropriate process length is evenly matted and compacted receives a uniform consistency and also the emerging tubular structures calibrated on exiting the extruder becomes. The drainage inside the screw extruder can through a backward drainage line, if necessary with the help of funding. Extruder of such structure are known per se (DE-PS 32 25 065).
Die Bindemittel werden vorzugsweise in einer solchen Zone zugegeben, wo der Großteil des Wassers bereits abgepreßt ist. Damit lassen sich auch Bindemittel einsetzen, die in wässriger Phase nicht verarbeitet werden können. Durch das Einspritzen der Kunststoffbinder in flüssiger Form, ergibt sich der Vorteil, daß sie einerseits homogen eingemischt werden, andererseits das Fasermaterial im gesamten Extrudierbereich nicht trocken wird. Dadurch wird die Sicherheit beim Extrudieren erhöht.The binders are preferably in such a zone admitted where most of the water is already squeezed out is. This also makes it possible to use binders that are in aqueous phase can not be processed. By the Injecting the plastic binder in liquid form the advantage that they are mixed homogeneously on the one hand on the other hand, the fiber material in the entire extrusion area does not become dry. This will ensure security when Extrude increased.
Als Extruder können sowohl sogenannte Gleichläufer, als auch Gegenläufer eingesetzt werden. Praktische Untersuchungen haben gezeigt, daß die Verfahrenslänge des Extruders zwischen 10 bis 35 D, wobei D der Schneckendurchmesser ist, betragen sollte. Die effektive Länge hängt von der Konzentration der Aufschlämmung und ihrer Zusammensetzung sowie von den geforderten Eigenschaften der verbrennbaren Hülse ab. Auch durch die Art der Arbeitsweise des Doppelschneckenextruders läßt sich die Eigenschaft der Hülse beeinflussen. So erhält man mit einem Gleichläufer eine verhältnismäßig poröse Ausführung, mit einem Gegenläufer hingegen eine kompaktere Struktur am austretenden rohrartigen Gebilde. Eine weitere Steuerungsmöglichkeit ergibt sich durch die Temperatur im Extruder, die Schneckengeometrie und den zugesetzten Bindemittelanteil. Mit diesen Parametern läßt sich das Hülsenmaterial an die jeweiligen Bedingungen im Ladungsraum der Rohrwaffe anpassen.Both so-called co-rotators and counter-rotors can be used as extruders. Practical studies have shown that the process length of the extruder should be between 10 to 35 D , where D is the screw diameter. The effective length depends on the concentration of the slurry and its composition as well as on the required properties of the combustible sleeve. The nature of the sleeve can also be influenced by the type of operation of the twin-screw extruder. In this way a relatively porous design is obtained with a co-rotating device, while a more compact structure on the exiting tubular structure is obtained with an opposing device. Another control option is provided by the temperature in the extruder, the screw geometry and the proportion of binder added. With these parameters, the sleeve material can be adapted to the respective conditions in the cargo space of the barrel weapon.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist hinter der Matrize des Schneckenextruders eine Sprüheinrichtung zum Aufbringen von Kunstharz auf die Außenseite des die Matrize verlassenden rohrartigen Gebildes angeordnet, um der Oberfläche der späteren Hülse eine bestimmte Beschaffenheit zu geben.According to a preferred embodiment of the invention A spray device behind the die of the screw extruder for applying synthetic resin to the outside of the tubular structure leaving the die, a certain texture around the surface of the later sleeve to give.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist hinter der Matrize bzw. der Sprüheinrichtung eine mitlaufende Ablängeinrichtung angeordnet.According to a further feature of the invention is behind the A die or the spraying device a running cutting device arranged.
Mit der Ablängeinrichtung, die nach Art einer fliegenden Schere ausgebildet sein kann, werden die Hülsenabschnitte entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des rohrartigen Gebildes von diesem abgetrennt, so daß die Hülsen kontinuierlich anfallen.With the cutting device, which is like a flying Scissors can be formed, the sleeve sections according to the speed of movement of the tubular Formed separated from this, so that the sleeves continuously attack.
In weiterhin bevorzugter Ausführungsform ist hinter der Matrize eine mitlaufende Preßeinrichtung für das rohrartige Gebilde angeordnet, die das Rohrmaterial auf endgültige Dichte und Form arbeitet. Es erfolgt hier auch die Klaibrierung des Rohrmaterials.In a further preferred embodiment is behind the Matrix a concurrent pressing device for the tubular Formations arranged that the pipe material to final Density and shape works. It also happens here the calibration of the pipe material.
Dabei ist es besonders vorteilhaft wenn die Preßeinrichtung und die Ablängeinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefaßt und auf einem gemeinsamen Schlitten angeordnet sind. Dadurch wird der bauliche Aufwand gering gehalten und die Preßeinrichtung dient zugleich als Halter für den Ablängvorgang, so daß sich das Rohr bzw. die Hülse dabei nicht verformen kann.It is particularly advantageous if the pressing device and the cutting device is combined into a structural unit and arranged on a common sled are. As a result, the construction effort is kept low and the pressing device also serves as a holder for the cutting process, so that the tube or the sleeve cannot deform.
Dies wird in besonders einfacher Weise dadurch erreicht, daß die Ablängeinrichtung im mittleren Bereich der Preßeinrichtung angeordnet ist, so daß einerseits das Rohr an seinem vorlaufenden Ende auf das Maß der Hülse verpreßt wird. Andererseits die unmittelbar zuvor abgelängte Hülse sich noch im Preßwerkzeug befindet.This is achieved in a particularly simple manner in that the cutting device in the middle area of the pressing device is arranged so that on the one hand the tube on his leading end is pressed to the size of the sleeve. On the other hand the sleeve cut to length immediately before is still in the Press tool is located.
Die Preßeinrichtung besteht zweckmäßigerweise aus äußeren und/oder inneren Formbacken, die in axialer Richtung etwa mittig geteilt sind und dort das Werkzeug der Ablängeinrichtung führen.The pressing device expediently consists of outer and / or inner mold jaws which are approximately in the axial direction are divided in the middle and there the tool of the cutting device to lead.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The invention is described below with reference to the drawing. The drawing shows:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Doppelwellen- Schneckenextruder mit anschließender Sprüh- und Preßeinrichtung; Fig. 1 shows a longitudinal section through a double shaft screw extruder with subsequent spraying and pressing means;
Fig. 2 einen Schnitt durch die Preßeinrichtung; Figure 2 is a section through the pressing means.
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Preßeinrichtung und Fig. 3 is a plan view of the pressing device and
Fig. 4 zwei Ausführungsformen einer verbrennbaren Hülse. Fig. 4 shows two embodiments of a combustible sleeve.
Der Schneckenextruder gemäß Fig. 1 weist ein Gehäuse 1 auf, in dem zwei gleich- oder gegenläufige Schnecken 2, von denen nur eine in der Zeichnung erkennbar ist, umlaufen. Auf die Einzugsöffnung 3 im Gehäuse 1 ist ein Behälter 4 mit einem Austragsorgan 5, z. B. einer Austragsschleuse angeordnet. Der Behälter 4 nimmt eine wässrige Aufschlämmung aus Nitrozellulose, Kraftzellstoff und/oder Kunststoff-Fasern mit Additiven auf. Unmittelbar im Einzugsbereich besitzt die Extrudierschnecke 2 Förderelemente 6 und unmittelbar stromabwärts vom Einzug Knet- und Preßsegmente 7, die den Hauptteil des mit der Aufschlämmung in den Extruder geführten Wassers abpressen. Das Wasser läuft aufgrund der nach vorne stattfindenden Druckerhöhung nach hinten ab und gelangt über eine Entwässerungsleitung 13 nach draußen. Gegebenenfalls kann in der Entwässerungsleitung noch zusätzlich ein Förderelement eingebaut sein, um eventuell austretendes Fasermaterial wegzuführen. Im Bereich der Knet- und Preßsegmente 7 sind beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel hintereinander zwei Einspritzdüsen 8, 9 angeordnet, über die Polymer-Bindemittel eingespeist werden, die dem Fasermaterial nach dem Abpressen des Wassers zugemischt werden. Daran schließen sich Förderelemente 10 und nochmals Knetsegmente 11 - gegebenenfalls in wiederholter Folge - an, während der restliche Abschnitt 12 in erster Linie der Förderung und dem Homogenisieren des Fasermaterials dient. Gegebenenfalls kann auch in diesem Bereich nochmals eine Einspritzdüse 8 für Polymerbinder vorgesehen sein.The screw extruder according to FIG. 1 has a housing 1 in which two screws 2 running in the same or opposite directions, only one of which can be seen in the drawing, rotate. On the feed opening 3 in the housing 1 , a container 4 with a discharge member 5 , for. B. a discharge lock. The container 4 receives an aqueous slurry of nitrocellulose, kraft pulp and / or plastic fibers with additives. Immediately in the feed area, the extrusion screw has 2 conveying elements 6 and immediately downstream of the feed kneading and pressing segments 7 , which squeeze off the main part of the water fed into the extruder with the slurry. The water runs off to the rear due to the pressure increase taking place at the front and reaches the outside via a drainage line 13 . If necessary, a conveyor element can also be installed in the drainage line in order to remove any fiber material that may escape. In the area of the kneading and pressing segments 7 , two injection nozzles 8, 9 are arranged one behind the other in the exemplary embodiment shown, via which polymer binders are fed, which are mixed into the fiber material after the water has been pressed off. This is followed by conveying elements 10 and again kneading segments 11 - possibly in a repeated sequence - while the remaining section 12 serves primarily to convey and homogenize the fiber material. If necessary, an injection nozzle 8 for polymer binders can also be provided again in this area.
Am Kopf des Gehäuses 1 ist eine Formmatrize 14 befestigt, die das eintretende Fasermaterial zu einem rohrartigen Gebilde 15 ausformt.A molding die 14 is fastened to the head of the housing 1 and forms the fiber material entering into a tubular structure 15 .
Im Bedarfsfall kann unmittelbar hinter der Formmatrize eine Sprüheinrichtung 16 zum Aufgeben von Kunstharz auf die Außenseite des rohrartigen Gebildes 15 angeordnet sein. Hinter der Sprüheinrichtung befindet sich dann eine Preß- und Ablängeinrichtung 17, die in den Fig. 2 und 3 schematisch näher dargestellt ist.If necessary, a spray device 16 for applying synthetic resin to the outside of the tubular structure 15 can be arranged directly behind the molding die. Behind the spray device is then a pressing and cutting device 17 , which is shown schematically in FIGS . 2 and 3.
Die Preß- und Ablängeinrichtung ist auf einem Schlitten angeordnet, der der Bewegung des rohrartigen Gebildes 15 folgen und nach dem Ablängen wieder um die gleiche Bewegungsstrecke zurückgeführt wird. Die Preßeinrichtung 17 besteht bei dem wiedergegebenen Ausführungseispiel aus inneren Formbacken 18 und äußeren Formbacken 19, die gegeneinander verfahrbar sind, wobei die inneren Formbacken 18 innerhalb des rohrartigen Gebildes 15 liegen bzw. dieses beim Vorschub über die Backen geschoben wird.The pressing and cutting device is arranged on a carriage, which follow the movement of the tubular structure 15 and, after being cut to length, is returned by the same movement distance. In the embodiment shown, the pressing device 17 consists of inner mold jaws 18 and outer mold jaws 19 which can be moved relative to one another, the inner mold jaws 18 being located within the tubular structure 15 or being pushed over the jaws during feed.
Die Formbacken 18 und 19 sind, wie Fig. 3 schematisch erkennen läßt, quer geteilt. Zwischen den jeweiligen Backenteilen ist das Werkzeug 20 der Ablängeinrichtung, z. B. in Form eines Schneidmessers, geführt. Dadurch wird ein sauberer und verformungsfreier Schnitt erhalten. Die stromaufwärts liegenden Teile der Formbacken 18, 19 erfassen und formen das vorlaufende Ende des rohrartigen Gebildes 15, während die stromabwärts liegenden Teile die fertige Hülse umschließen, die schließlich beim Rücklauf des die Preß- und Ablängeinrichtung 17 aufnehmenden Schlittens aus dem Formwerkzeug ausgestoßen wird. The mold jaws 18 and 19 are, as shown schematically in FIG. 3, divided transversely. Between the respective jaw parts, the tool 20 of the cutting device, z. B. in the form of a cutting knife. This ensures a clean and deformation-free cut. The upstream parts of the mold jaws 18, 19 grasp and form the leading end of the tubular structure 15 , while the downstream parts enclose the finished sleeve, which is finally ejected from the molding tool when the slide receiving the pressing and cutting device 17 returns.
Mit einer Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 3 lassen sich die in Fig. 4 gezeigten zylindrischen Hülsen 21 oder aber auch Hülsen 22 mit an einem Ende eingezogenen Bereich 23 herstellen. Dieser eingezogene Bereich dient beispielsweise zur Aufnahme eines die Hülse außen umgreifenden Bodens. Selbstverständlich sind auch andere Formgebungen möglich, indem die Formbacken 18, 19 der Preßeinrichtung entsprechend ausgebildet werden.With a device according to FIGS. 1 and 3 can be produced with retracted at one end region 23 of the cylindrical sleeves shown in FIG. 4 or 21 as well as sleeves 22. This retracted area serves, for example, to accommodate a base that surrounds the sleeve on the outside. Of course, other shapes are also possible, in that the shaping jaws 18, 19 of the pressing device are designed accordingly.
Claims (8)
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DE3546489C2 (en) | 1987-12-10 |
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