DE3546489C2 - - Google Patents

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Dietmar Dipl.-Chem. Dr. 7500 Karlsruhe De Mueller
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    • B29K2001/00—Use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives, e.g. viscose, as moulding material

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 Fasermaterial, 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 fiber 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 od. 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 od. Like., The processing from safety-related Reasons only from an aqueous slurry. 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 entered into 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, then but a perfect homogeneous mixture is no longer possible. The wall thickness or the density of the sleeve after the Pressing can fluctuate slightly, namely when vacuuming on the mandrel due to fluidic processes no even fiber layer on the mandrel is put 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 an sich bekannten Doppelwellen-Schneckenextruder mit einem Einzug für die Aufschlämmung und einem Wasserabzug, der unmittelbar nach dem Einzug Knet- und Preßsegmente und im Bereich der Knetsegmente oder stromabwärts davon wenigstens eine Einspritzdüse für den Kunststoffbinder und am Austritt eine Matrize zum Ausformen eines Rohrs aufweist, und durch eine hinter der Matrize angeordnete, mit dem ausgeformten rohrartigen Gebilde mitlaufende Ablängeinrichtung zur Bildung der Hülsen. This object is achieved by one known twin-screw extruder with a Feed for the slurry and a water drain that immediately after moving in kneading and pressing segments and Area of the kneading segments or at least downstream thereof an injection nozzle for the plastic binder and at the outlet has a die for forming a tube, and by one arranged behind the die, with the molded one tubular structure along with cutting to length Forming the pods.  

Der bekannte Schneckenextruder (DE-PS 32 25 065) dient zum Entwässern und Plastifizieren von NC-haltigen Pulverrohmassen aus einer Aufschlämmung. Durch die Verwendung dieses Extruders und dessen erfindungsgemäße Weiterbildung läßt sich - ausgehend von der wäßrigen Aufschlämmung - ein endloses rohrartiges Gebilde in kontinuierlicher Arbeitsweise herstellen. 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 in der bekannten Weise (DE-PS 32 25 065) durch eine rückwärts geführte Entwässerungsleitung, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Fördermitteln erfolgen. 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.The well-known screw extruder (DE-PS 32 25 065) is used for Dewatering and plasticizing of raw powder containing NC from a slurry. By using this Extruder and its further development according to the invention starting from the aqueous slurry endless tubular structure in continuous operation produce. The matting and at least pre-pressing the fibers to the sleeves happen in a single continuous Operation. Through continuous extrusion a uniform wall thickness is also guaranteed, because the fiber material in the kneading and pressing zones corresponding process length evenly matted and is compacted, that is, it has a uniform consistency and further the exiting tubular structure when exiting is calibrated from the extruder. The drainage inside the screw extruder can in the known manner (DE-PS 32 25 065) through a backward drainage line, if necessary with the help of funding respectively. With the cutting device, which according to Art flying scissors can be formed Sleeve sections according to the speed of movement of the tubular structure separated from this, so that the Sleeves accumulate continuously.

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 as well as Counter-runner can be used. Have practical examinations demonstrated that the process length of the extruder is between 10 to 35 D, where D is the screw diameter should. The effective length depends on the concentration the slurry and its composition, as well as the required properties of the combustible sleeve. Also by the way the twin screw extruder works the property of the sleeve can be influenced. So get a relatively porous version with a co-rotor, with a counterpart, however, a more compact one Structure on the emerging tubular structure. Another Control possibility results from the temperature in the Extruder, the screw geometry and the added binder. The sleeve material can be made with these parameters to the respective conditions in the cargo area of the Adjust 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 die 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 condition around the surface of the later sleeve to give.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Ablängeinrichtung hinter der Sprüheinrichtung angeordnet.The cutting device is an advantageous embodiment of the invention arranged behind the spray device.

In weiterhin bevorzugter Ausführung 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 Kalibrierung des Rohrmaterials. In a further preferred embodiment is behind the die a concurrent pressing device for the tubular structure arranged which the pipe material to final density and Form works. 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 zeigtThe invention is described below with reference to the drawing. In 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, Fig. 2 shows a section through the pressing device,

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 repeated order - 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 Formplatte 14 befestigt, die das eintretende Fasermaterial zu einem rohrartigen Gebilde 15 ausformt.A molding plate 14 is attached 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 Ausführungsbeispiel 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 (7)

1. Vorrichtung zur Herstellung verbrennbarer Hülsen auf NC-Basis als Munitionsformteil für Rohrwaffen aus einer wäßrigen Aufschlämmung von Nitrozellulose, NC- Stabilisatoren, brennbarem Fasermaterial, Kunststoffbinder und Weichmachern durch Formen der zylindrischen Hülse und Abpressen des Überschußwassers, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten Doppelwellen- Schneckenextruder mit einem Einzug (3) für die Aufschlämmung und einem Wasserabzug (13), der unmittelbar nach dem Einzug Knet- und Preßsegmente (7) und im Bereich der Knetsegmente (7) oder stromabwärts davon wenigstens eine Einspritzdüse (8, 9) für den Kunststoffbinder und am Austritt eine Matrize (14) zum Ausformen eines Rohrs aufweist, und durch eine hinter der Matrize angeordnete, mit dem ausgeformten rohrartigen Gebilde (15) mitlaufende Ablängeinrichtung (20) zur Bildung der Hülsen.1. Device for producing combustible sleeves on an NC basis as a shaped ammunition for barrel weapons from an aqueous slurry of nitrocellulose, NC stabilizers, combustible fiber material, plastic binders and plasticizers by shaping the cylindrical sleeve and pressing off the excess water, characterized by a double wave known per se Screw extruder with a feed ( 3 ) for the slurry and a water drain ( 13 ) which has kneading and pressing segments ( 7 ) immediately after the feed and in the area of the kneading segments ( 7 ) or downstream thereof at least one injection nozzle ( 8, 9 ) for the Has plastic binder and at the outlet a die ( 14 ) for forming a tube, and by means of a cutting device ( 20 ) arranged behind the die and running with the formed tubular structure ( 15 ) to form the sleeves. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Matrize (14) des Schneckenextruders eine Sprüheinrichtung (16) zum Aufbringen von Kunstharz auf die Außenseite des die Matrize (14) verlassenden rohrartigen Gebildes (15) angeordnet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a spray device ( 16 ) for applying synthetic resin to the outside of the die ( 14 ) leaving tubular structure ( 15 ) is arranged behind the die ( 14 ) of the screw extruder. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablängeinrichtung (20) hinter der Sprüheinrichtung (16) angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cutting device ( 20 ) is arranged behind the spray device ( 16 ). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Matrize (14) eine mitlaufende Preßeinrichtung (18, 19) für das rohrartige Gebilde (15) angeordnet ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that behind the die ( 14 ) a rotating pressing device ( 18, 19 ) for the tubular structure ( 15 ) is arranged. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßeinrichtung (18, 19) und die Ablängeinrichtung (20) zu einer Baueinheit (17) zusammengefaßt und auf einem gemeinsamen Schlitten angeordnet sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pressing device ( 18, 19 ) and the cutting device ( 20 ) are combined to form a structural unit ( 17 ) and are arranged on a common carriage. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablängeinrichtung (20) im mittleren Bereich der Preßeinrichtung (18, 19) angeordnet ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cutting device ( 20 ) is arranged in the central region of the pressing device ( 18, 19 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßeinrichtung aus äußeren und/oder inneren Formbacken (18, 19) besteht, die in axialer Richtung etwa mittig geteilt sind und dort das Werkzeug (20) der Ablängeinrichtung führen.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pressing device consists of outer and / or inner mold jaws ( 18, 19 ) which are divided approximately centrally in the axial direction and there guide the tool ( 20 ) of the cutting device.
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