EP0113402A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung ein- oder mehrbasiger Treibladungspulver - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung ein- oder mehrbasiger Treibladungspulver Download PDF

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EP0113402A2
EP0113402A2 EP83110865A EP83110865A EP0113402A2 EP 0113402 A2 EP0113402 A2 EP 0113402A2 EP 83110865 A EP83110865 A EP 83110865A EP 83110865 A EP83110865 A EP 83110865A EP 0113402 A2 EP0113402 A2 EP 0113402A2
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EP
European Patent Office
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zone
kneading
temperature
mixing
screw extruder
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EP83110865A
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English (en)
French (fr)
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EP0113402A3 (en
EP0113402B1 (de
Inventor
Dietmar Dipl.-Chem. Dr. Müller
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication of EP0113402A2 publication Critical patent/EP0113402A2/de
Publication of EP0113402A3 publication Critical patent/EP0113402A3/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
    • C06B21/0033—Shaping the mixture
    • C06B21/0075—Shaping the mixture by extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/24—Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/24—Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms
    • B30B11/243—Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms using two or more screws working in the same chamber

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing single or multi-base propellant charge powders in strand form by means of a twin-screw extruder with a feed zone for the starting components, at least one of which is moistened with alcohol, and subsequent mixing and kneading zones with solvent addition for plasticizing and an exit zone adjoining the screws with a molding head for one or more strands, the feed zone being kept at an elevated temperature.
  • thermoplastic molding or molding using volatile solvents used to produce single-base propellant powder (nitrocellulose), double-base (nitrocellulose + nitroglycerin or other explosive oils), as well as three-base propellant powder (nitrocellulose + nitroglycerin + nitroguanidine) thermoplastic molding or molding using volatile solvents, the latter method being preferred. Ketones, alcohols, ethers or mixtures thereof are generally used as solvents and gelling agents. This method has the safety advantage over thermoplastic molding that the processing temperature can be kept relatively low due to the addition of solvents.
  • pasted nitrocellulose can be extruded into one or more strands in a screw press (DE-AS 28 25 567, DE-OS 30 44 577), with one or more channels in the strand depending on the application when extruding using a needle can be molded in.
  • a screw press DE-AS 28 25 567, DE-OS 30 44 577
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus which allow propellant charge powder of homogeneous composition to be obtained in dimensionally stable strands with increased throughput.
  • the invention is based on the finding that the cooling provided in the prior art behind the heated feed zone leads to the formation of a layer on the housing wall. Shear forces arise between this and the neighboring inner product layers, which in addition to the mixing and kneading forces lead to uncontrolled temperature increases in the mass. These effects seem to be decisive for the inhomogeneity of the end product. In practice, this also leads to the formation of clots and thus to an uneven product leakage. Attempts have been made to retain this inhomogeneity by arranging sieve inserts in front of the exit die (DE-OS 30 42 662), but these sieves are laid very quickly, so that the extruder often has to be dismantled and cleaned.
  • the higher safety-related risk in the case of propellant powders with two or more bases is taken into account in that the kneading and mixing zone is divided into sections with a temperature falling in the conveying direction but constant within the sections.
  • the product thus passes through a section of elevated temperature in the feed zone, a section of even higher temperature in the first area of the kneading and mixing zone and then sections of falling temperature which is still above that in the feed zone.
  • the housing temperature in the area close to the screw in the feed zone to 40 ⁇ 3 ° C, in the kneading and mixing zone to 56 ⁇ 3 ° C and in the exit zone is held so that the melt temperature is 64 ⁇ 3 ° C.
  • a preferred embodiment provides that the housing temperature in the area near the screw in the feed zone is 35 ⁇ 5 ° C, in the kneading and mixing zone in the conveying direction from 50 ⁇ 3 ° C to 45 Drops ⁇ 3 ° C and is 40 f 3 ° C in the exit zone.
  • twin-screw screw extruders are proposed which are advantageously designed as single or counter-rotors for single-base propellant charge powders and advantageously only as co-rotators for multi-base propellant charge powders.
  • length L total length less length of the exit zone
  • diameter D of the housing bore applies to the individual zones:
  • the length of the exit zone does not play a significant role, since it is always approximately the same length. It is only necessary to ensure that the temperature limits specified in connection with the described methods are observed.
  • the housing of the screw extruder is connected to a fluid circuit which - thermostatically controlled - by cooling or heating ensures that the required constant temperature limits are maintained in the individual zones.
  • Single-base propellant powder 100 kg nitrocellulose (dry weight) moistened with 25 to 30 kg alcohol, approx. 1.7 to 2 wt.% Stabilizer and sodium oxalate are processed with 16.5 to 27 kg acetone in a co-rotating or counter-rotating extruder.
  • the speed of the screw shafts is 20 to 120 rpm for a multi-strand extrusion, each strand being able to be provided with one or more channels with the aid of a needle die in order to obtain strands for propellant powder of conventional geometry.
  • the strands obtained in this way had a transparent appearance with a smooth surface and could be cut immediately without an additional drying process and then surface-treated without the shape stability suffering.
  • a three-base propellant charge powder is made from a premix with 100 kg dry weight of 47 ⁇ 1% by weight nitroguanidine, 28 ⁇ 1% by weight nitrocellulose, 23 ⁇ 1% by weight nitroglycerin, 1.5 ⁇ 0.1% by weight.
  • Stabilizer about 0.3% by weight cryolite and 6 to 8 kg alcohol and 18 to 22 kg acetone processed in a co-rotating twin-screw extruder.
  • the screw speed is again between 20 and 120 rpm Multiple line outlet and one or more channels per line.
  • nitroglycerin being phlegmatized with nitrocellulose.
  • 18 to 22 kg of acetone were required for plasticizing.
  • the extruder shown in Figure 1 has a housing on which is composed of several segments 2, which are clamped together by end flanges 3. On the drive side 4, two parallel, counter-rotating worm shafts 5 are inserted into the housing, which extend to the front end flange 3 and end there in tips. A molding head 17 connects to the last housing segment 2. This screw extruder is used to produce single-base propellant powder.
  • the first drive-side housing segment 2 is provided with an addition opening 6 for the solid components, namely nitrocellulose and additives. Stabilizers can also be added at this point, all components being added individually or in a premix.
  • the downstream segment 2 is provided with a nozzle channel 7, through which the solvent, if necessary in a mixture with the stabilizers, is metered in.
  • the penultimate housing segment 2 in the conveying direction has a cutout 8, which is used on the one hand for degassing the product, and on the other hand for photo-optical recording of the surface of the product running past the cutout 8.
  • a camera 9 is arranged above the opening 8 and is connected to a monitor 10. Based on the recording on the monitor 10, the solvent added via the nozzle channel 7 is metered.
  • the extruder described above is known (DE-OS 30 44 577).
  • the two symmetrically constructed worm shafts 5 initially have a conveyor section 11 on the drive side, which is of a single-start design. This is followed in the area of the nozzle channel 7 by a further multi-start conveyor section 12 a, 12 b.
  • a first kneading section 13 and a second kneading section 14 and then a baffle plate 15 adjoin these.
  • a three-course conveying section 12 is again provided, which is finally closed off towards the die by another kneading section 13.
  • the molding head 17 is shown Embodiment of a perforated die of an adjoining perforated plate and dies with needle carriers for creating the channels in the strand.
  • the conveyor sections 11 and 12 extend approximately over the first three housing segments 2. These form the feed zone with the length L 1 .
  • the length L 1 corresponds to approximately 11 D, where D is the inside diameter of the housing.
  • the length L 2 corresponds to approximately 15 D.
  • the co-rotating twin-screw extruder shown in Figure 2 also has an essentially known structure, so that a detailed description can be omitted here.
  • the screw shafts In the area of the feed zone, the screw shafts predominantly have sections serving for conveying, in the adjoining area primarily serving sections for kneading and mixing, although the transitions can be fluid.
  • the degassing openings are preferably arranged in the region of the conveying sections of the screws, as is shown by means of the degassing opening 8.
  • the melt temperature of the single-base propellant powder is 64 ⁇ 3 C.
  • the outlet part is formed by a perforated die, which is optionally provided with a needle insert.
  • at least one degassing opening is also provided in the kneading and mixing zone L 2 .
  • the feed zone L 1 corresponds here to approximately 5 D.
  • a temperature of t 1 35 ⁇ 5 ° C is maintained there.
  • the subsequent first section of the kneading and mixing zone L 2 corresponds to approximately 9 D with a constant temperature control of 50 ⁇ 3 ° C.
  • a temperature t becomes in the outlet part with the dies Maintain 3 of 40 ⁇ 3 ° C.

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Abstract

Ein- oder mehrbasige Treibladungspulver werden im Lösungsmittelverfahren aus ihren Ausgangskomponenten, von denen wenigstens eine mit Alkohol angefeuchtet ist, mittels eines Doppelwellen-Schneckenextruders hergestellt, der eine Einzugszone erhöhter Temperatur, daran anschließenden Misch- und Knetzonen und schließlich eine Austrittszone aufweist, wobei die Temperatur in den Knet- und Mischzonen und in der Austrittszone höher liegt als in der Einzugszone, im übrigen aber in Richtung zur Austrittszone hin abfällt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von ein- oder mehrbasigen Treibladungspulvern in Strangform mittels eines Doppelwellen-Schneckenextruders mit einer Einzugszone für die Ausgangskomponenten, von denen wenigstens eine mit Alkohol angefeuchtet ist, daran anschließenden Misch- und Knetzonen mit Lösungsmittelzugabe zur Plastifizierung und einer an die Schnecken anschließenden Austrittszone mit einem Formkopf für ein oder mehr Stränge, wobei die Einzugszone auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird.
  • Zur Herstellung einbasiger Treibladungspulver (Nitrocellulose), zweibasiger (Nitrocellulose + Nitroglycerin oder andere Sprengöle), wie auch dreibasiger Treibladungspulver (Nitrocellulose + Nitroglycerin + Nitroguanidin) verwendet man thermoplastische Formverfahren oder eine Formgebung unter Verwendung flüchtiger Lösungsmittel, wobei die letztere Methode bevorzugt wird. Als Lösungs- und Geliermittel werden in der Regel Ketone, Alkohole, Äther oder deren Gemische verwendet. Diese Methode hat gegenüber der thermoplastischen Formgebung den sicherheitstechnischen Vorteil, daß aufgrund des Zusatzes der Lösungsmittel die Verarbeitungstemperatur relativ niedrig gehalten werden kann. Beispielsweise kann auf diese Weise angeteigte Nitrocellulose in einer Schneckenpresse zu ein oder mehr Strängen extrudiert werden (DE-AS 28 25 567, DE-OS 30 44 577), wobei je nach Anwendungszweck in den Strang ein oder mehr Kanäle anläßlich des Extrudierens mittels einer Nadel matrize eingeformt werden.
  • Bei diesem Formverfahren entstehen innerhalb des Schneckenextruders aufgrund der inneren Reibung erhöhte Temperaturen, die man bisher entweder durch eine überproportionale Zugabe von Lösungsmittel oder aber durch Kühlen des Extruders in den Knet- und Mischzonen und in der Austrittszone (DE-AS 28 25 567) auf einem sicheren Wert zu halten versuchte. Im erstgenannten Fall muß der extrudierte Strang wegen des verbleibenden Lösungsmittels einem Vortrocknungsprozeß unterworfen werden, bevor er weiterverarbeitet werden kann. Auch ist hier die Formstabilität und damit die Formerhallungder Kanäle nicht immer gegeben. In beiden vorgenannten Fäl 1 en ist di e Qual i tät des Endproduktes, insbesondere sei ne Dichte und Homogenität nicht zufriedenstellend. Gerade diese Faktoren aber, nämlich Formstabilität, Dichte und Homogenität beeinflussen das ballistische Verhalten sehr maßgeblich. Mit einer gesteuerten Lösungsmittelzugabe (DE-OS 30 44 577) lassen sich zwar schon erheblich bessere Ergebnisse erreichen, doch ist der Massendurchsatz nicht befriedigend.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestatten, Treibladungspulver homogener Zusammensetzung in formstabilen Strängen bei erhöhtem Durchsatz zu erhalten.
  • Ausgehend von dem eingangs geschilderten Stand der Technik, bei dem der Doppelwellen-Schneckenextruder eine Einzugszone mit erhöhter Temperatur aufweist, wird diese Aufgabe in verfahrenstechnischer Hinsicht dadurch gelöst, daß die Knet- und Mischzone sowie die Austrittszone auf einer gegenüber der Einzugszone höheren konstanten Temperatur gehal ten werden.
  • Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das beim Stand der Technik vorgesehene Kühlen hinter der aufgeheizten Einzugszone zu einer Schichtbildung an der Gehäusewandung führt. Zwischen dieser und den benachbarten inneren Produktschichten entstehen Scherkräfte, die zusätzlich zu den Misch- und Knetkräften zu unkontrollierten Temperaturerhöhungen in der Masse führen. Diese Effekte scheinen maßgeblich für die Inhomogenität des Endproduktes zu sein. In der Praxis führt dies ferner dazu, daß es zur Pfropfenbildung und damit zu einem ungleichmäßigen Produktaustritt kommt. Es ist zwar versucht worden, diese Inhomogenität durch Anordnung von Siebeinsätzen vor der Austrittsmatrize zurückzuhalten (DE-OS 30 42 662), doch werden diese Siebe sehr schnell verlegt, so daß der Extruder häufig demontiert und gereinigt werden muß.
  • Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung werden die vorgenannten Effekte vermieden. Bei der erhöhten Temperatur in der Knet- und Mischzone werden eine bessere Gel struktur und damit ein besseres Fließverhalten erreicht, die für die festgestellte bessere Homogenität verantwortlich sein dürften. Aus sicherheitstechnischen Gründen drängt sich an sich ein Kühlen des Extruders auf, doch haben praktische Untersuchungen gezeigt, daß das Verfahren bei erhöhten Temperaturen, die jedenfalls unterhalb der Verdampfungstemperatur der Lösungsmittel liegen müssen, ohne weiteres über Tage durchgeführt werden kann. Auch läßt sich der Durchsatz nennenswert steigern.
  • Dem höheren sicherheitstechnischen Risiko bei zwei- oder mehrbasigen Treibladungspulvern wird erfindungsgemäß dadurch Rechnung getragen, daß die Knet- und Mischzone in Abschnitte mit in Förderrichtung fallender, innerhalb der Abschnitte jedoch konstanter Temperatur unterteilt ist.
  • Das Produkt durchläuft also in der Einzugszone einen Abschnitt erhöhter Temperatur, im ersten Bereich der Knet- und Mischzone einen Abschnitt noch höherer Temperatur und im Anschluß daran Abschnitte fallender Temperatur, die gleichwohl noch über der in der Einzugszone liegt.
  • Für die Herstellung von einbasigen Treibladungspulvern auch mit geringen Zuschlägen von Sprengölen und Dinitrotolnol ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Gehäuse-Temperatur im schneckennahen Bereich in der Einzugszone auf 40 ± 3°C, in der Knet- und Mischzone auf 56 ± 3°C und in der Austrittszone so gehalten wird, daß die Massetemperatur 64 ± 3°C beträgt.
  • Für die Herstellung von mehrbasigen, insbesondere dreibasigen Treibladungspulvern hingegen sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, daß die Gehäuse-Temperatur im schneckennahen Bereich in der Einzugszone 35 ± 5°C beträgt, in der Knet - und Mischzone in Förderrichtung von 50 ± 3°C auf 45 ± 3°C abfällt und in der Austrittszone 40 f 3°C beträgt.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Doppelwellen-Schneckenextruder vorgeschlagen, die für einbasige Treibladungspulver als Gleich- oder Gegenläufer, für mehrbasige Treibladungspulver vorteilhafterweise nur als Gleichläufer ausgebildet sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Schneckenextruders für einbasige Treibladungspulver gilt für die einzelnen Zonen etwa folgende Abhängigkeit zwischen der Länge L (Gesamtlänge abzügl ich Länge der Austrittszone) und dem Durchmesser D der Gehäusebohrung:
    Figure imgb0001
  • Bei einem gleichläufigen Schneckenextruder für mehrbasige, insbesondere dreibasige Treibladungspulver, gilt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bei einer Gesamtlänge von L = 23 D zuzüglich der Länge der Austrittszone für die einzelnen Zonen etwa folgende Abhängigkeit zwischen Länge L und Durchmesser D:
    Figure imgb0002
  • Bei beiden vorgenannten Ausführungsformen spielt die Länge der Austrittszone keine maßgebliche Rolle, da sie stets etwa gleich lang ist. Hier ist lediglich darauf zu achten, daß die im Zusammenhang mit den beschriebenen Verfahren angegebenen Temperaturgrenzen eingehalten werden.
  • Bei allen Ausführungsformen empfiehlt es sich,das Gehäuse mit ein oder mehr Entgasungsöffnungen zu versehen, die vor allem im Bereich der Misch- und Knetzonen angeordnet sein sollten, um die abdampfenden Lösungsmittel abziehen zu lassen und insbesondere zu vermeiden, daß es innerhalb des Produktstrangs zu Gaseinschlüssen kommt. Ebenso ist bei allen Ausführungsformen das Gehäuse des Schneckenextruders mit einem Fluidkreislauf verbunden, der - thermostatisch gesteuert - durch Kühlen oder Heizen dafür sorgt, daß die geforderten konstanten Temperaturgrenzen in den einzelnen Zonen eingehalten werden.
    • Beispiel 1 :
  • Einbasiges Treibladüngspulver: 100 kg Nitrocellulose (Trockengewicht) mit 25 bis 30 kg Alkohol befeuchtet, ca. 1,7 bis 2 Gew.-% Stabilisator und Natriumoxalat werden mit 16,5 bis 27 kg Aceton in einem gleich- oder gegenläufigen Extruder verarbeitet. In der Einzugszone beträgt die Gehäuse-Temperatur im wandungsnahen Bereich t1 = 40 ± 3°C und in der Knet-und Mischzonet2= 56 ± 30C, während im Austrittsteil die Massetemperatur bei t3 = 64 ± 3°C gehalten wird. Die Drehzahl der Schneckenwellen liegt bei 20 bis 120 U/min für eine Mehrstrang-Extrusion, wobei jeder Strang mit Hilfe einer Nadelmatrize mit ein oder mehr Kanälen versehen sein kann, um Stränge für Treibladungspulver üblicher Geometrie zu erhalten.
  • Die auf diese Weise erhaltenen Stränge zeigten ein transparentes Aussehen bei glatter Oberfläche und konnten ohne zusätzlichen Trocknungsprozeß sofort geschnitten und anschließend oberflächenbehandelt werden, ohne daß die Formstabilität leidet.
    • Beispiel 2 :
  • Ein dreibasiges Treibladungspulver wird aus einer Vormischung mit 100 kg Trockengewicht aus 47 ± 1 Gew.-% Nitroguanidin, 28 ± 1 Gew.-% Nitrocellulose, 23 ± 1 Gew.-% Nitroglycerin, 1,5 ± 0, 1 Gew.-% Stabilisator, ca. 0,3 Gew.-% Kryolith und 6 bis 8 kg Alkohol sowie 18 bis 22 kg Aceton in einem gleichläufigen Doppelwellen-Schneckenextruder verarbeitet. Die Gehäuse-Temperatur im Einzugs- und Dosierbereich wird bei t1 = 35 ± 5°C , in einem ersten Abschnitt der Misch- und Knetzone auf t2' = 50 ± 3°C und in einem zweiten Abschnitt der Knet- und Mischzone auf t2" = 45 ± 3°C gehalten, während in der Austrittszone die Gehäuse-Temperatur t3 = 40 ± 3°C bei einer Massetemperatur von 62 ± 5°C beträgt. Die Schneckendrehzahl liegt widerum bei 20 bis 120 U/min bei Mehrstrangaustritt und ein oder mehr Kanälen je Strang.
  • Es kommt auch eine Einzelkomponenten-Dosierung in den Extruder in Frage, wobei Nitroglycerin mit Nitrocellulose phlegmatisiert wird. Auch in diesem Fall wurden 18 bis 22 kg Aceton zum Plastifizieren benötigt.
  • Nachstehend ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen beschrieben. I n der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Doppelwellken-Schneckenextruder als Gegenläufer und
    • Figur 2 einen Doppelwellen-Schneckenextruder als Gleichläufer.
  • Der in Figur 1 gezeigte Extruder weist ein Gehäuse, auf das aus mehreren Segmenten 2 zusammengesetzt ist, die durch stirnseitige Endflansche 3 miteinander verspannt sind. An der Antriebsseite 4 sind in das Gehäuse zwei parallel liegende, gegenläufige Schneckenwellen 5 hineingeführt, die bis zum vorderen Endflansch 3 reichen und dort in Spitzen enden. An das letzte Gehäusesegment 2 schließt sich ein Formkopf 17 an. Dieser Schneckenextruder dient zur Herstellung einbasiger Treibladungspulver.
  • Das erste antriebsseitige Gehäusesegment 2 ist mit einer Zugabeöffnung 6 für die Feststoffkomponenten, nämlich Nitrocellulose und Zuschlagstoffe versehen. An dieser Stelle können auch Stabilisatoren zugegeben werden, wobei die Zugabe aller Komponenten einzeln oder in einer Vormischung geschieht. Das stromabwärts folgende Segment 2 ist mit einem Düsenkanal 7 versehen, durch den das Lösungsmittel, ggfs. in Mischung mit den Stabilisatoren, dosiert zugeführt wird. Schließlich weist das in Förderrichtung vorletzte Gehäusesegment 2 eine Aussparung 8 auf, die einerseits zum Entgasen des Produktes, andererseits zur fotooptischen Aufzeichnung der Oberfläche des an der Aussparung 8 vorbei laufenden Produktes dient. Oberhalb der Öffnung 8 ist eine Kamera 9 angeordnet, die mit einem Monitor 10 in Verbindung steht. Anhand der Aufzeichnung am Monitor 10 wird das über den Düsenkanal 7 zugegebene Lösungsmittel dosiert. Der zuvor beschriebene Extruder ist bekannt (DE-OS 30 44 577).
  • Die beiden symmetrisch aufgebauten Schneckenwellen 5 weisen antriebsseitig zunächst einen Förderabschnitt 11 auf, der eingängig ausgebildet ist. Hieran schließt im Bereich des Düsenkanals 7 ein weiterer mehrgängiger Förderabschnitt 12 a, 12 b an. An diesen wiederum schließen sich ein erster Knetabschnitt 13 und ein zweiter Knetabschnitt 14 und hieran eine Stauscheibe 15 an. Im Anschluß an die Stauscheibe 15 und unmittelbar im Bereich der Entgasungs- und Beobachtungsöffnung 8 ist wiederum ein dreigängiger Förderabschnitt 12 vorgesehen, der schließlich zur Matritze hin durch einen weiteren Knetabschnitt 13 abgeschlossen wird.
  • Zwischen den einzelnen Förderabschnitten 12 sowie zwischen diesen und den Knetabschnitten 13, wie auch der Stauscheibe 15 sind Beruhigungszonen 16 vorgesehen, in denen sich auf den Schneckenwellen keine Verdrängungselemente befinden. Der Formkopf 17 besteht beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Lochmatrize einer daran anschließenden Lochplatte und Matrizen mit Nadelträgern zur Erzeugung der Kanäle im Strang.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtl ich, reichen die Förderabschnitte 11 und 12 etwa über die ersten drei Gehäusesegmente 2. Diese bilden die Einzugszone mit der Länge L1. Die Länge L1 entspricht dabei etwa 11 D, wobei D der Innendurchmesser des Gehäuses ist. Im Bereich dieser Einzugszone wird bei der Herstellung eines einbasigen Treibladungspulvers eine Temperatur von t1 = 40 ± 30C aufrechterhalten.
  • Die daran anschließenden vier Gehäusesegmente 2 bilden die Knet- und Mischzone L2, in der eine Gehäuse- Temperatur von t2 = 56 ± 3°C aufrechterhalten wird. Die Länge L2 entspricht etwa 15 D. In der Austrittszone mit der Matrize schließlich soll die Massetemperatur t3 = 64 ± 3°C betragen.
  • Der in Figur 2 dargestellte gleichläufige Doppelwellen-Schneckenextruder weist gleichfalls einen im wesentlichen bekannten Aufbau auf, so daß hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Im Bereich der Einzugszone weisen die Schneckenwellen vorwiegend der Förderung dienende Abschnitte, im daran anschließenden Bereich vorweigend dem Kneten und Mischen dienende Abschnitte auf, wobei die Übergänge allerdings fließend sein können. Hier, wie auch bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind die Entgasungsöffnungen vorzugsweise im Bereich der Förderabschnitte der Schnecken angeordnet, wie dies anhand der Entgasungsöffnung 8 gezeigt ist.
  • Unmittelbar unterhalb der zeichnerischen Darstellung sind die Verhältnisse bei der Herstellung eines einbasigen Treibladungspulvers wiedergegeben. Hier beträgt die Einzugszone L1 etwa gleich 9 D bei einer konstanten Gehäuse-Temperatur t1 = 40 ± 30C, während die Länge L2 der Knet- und Mischzone ca. 14 D beträgt. In dieser Zone wird eine Temperatur t2 = 56 ± 3°C aufrechterhalten. Im Austrittsteil beträgt die Massetemperatur des einbasigen Treibladungspulvers 64 ± 3 C. Auch hier ist das Austrittsteil von einer Lochmatrize gebildet, die gegebenenfalls mit einem Nadeleinsatz versehen ist. Ferner ist auch hier wenigstens eine Entgasungsöffnung in der Knet- und Mischzone L2 vorgesehen.
  • Darunter sind die Verhältnisse bei der Herstellung eines dreibasigen Treibladungspulvers wiedergegeben. Da hier eine mehrfach abgestufte Temperaturführung vorgesehen ist, stimmen die einzelnen Zonen nicht genau mit den zuvor im Zusammenhang mit dem einbasigen Treibladungspulver geschilderten Zonen überein. Die Einzugszone L1 entspricht hier etwa 5 D. Dort wird eine Temperatur von t1 = 35 ± 5°C aufrechterhalten. Der anschließende erste Abschnitt der Knet- und Mischzone L2, entspricht etwa 9 D bei einer konstanten Temperaturführung von 50 ± 3°C. Hieran schließt sich ein weiterer Abschnitt L2" der Knet- und Mischzone an, wo die Gehäuse-Temperatur 45 ± 3°C beträgt. Dies entspricht einer Massetemperatur von etwa 62 ± 5°C. Schließlich wird im Austrittsteil mit den Matrizen eine Temperatur t3 von 40 ± 3°C aufrechterhalten.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von ein- oder mehrbasigen Treibladungspulvern in Strangform mittels eines Doppelwellen-Schneckenextruders mit einer Einzugszone für die Ausgangskomponenten, von denen wenigstens eine mit Alkohol angefeuchtet ist, daran anschließenden Misch-und Knetzonen mit Lösungsmittelzugabe zur Plastifizierung und einer an die Schnecken anschließenden Austrittszone mit einem Formkopf für ein oder mehr Stränge, wobei die Einzugszone auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Knet- und Mischzone sowie die Austrittszone auf einer gegenüber der Einzugszone höheren, etwa konstanten Temperatur gehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung zwei- oder mehrbasiger Treibladungspulver, dadurch gekennzeichnet, daß dieKnet-und Mischzone in Abschnitte mit in Förderrichtung fallender, innerhalb der Abschnitte jedoch konstanter Temperatur unterteilt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von einbasigen Treibladungspulvern, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse-Temperatur im schneckennahen Bereich in der Einzugszone auf 40 ± 3°C, in der Knet- und Mischzone auf 56 ± 3°C und in der Austrittszone so gehalten wird, daß die Massetemperatur 64 ± 30C beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung von mehrbasigen, insbesondere dreibasigen Treibladungspulvern, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse-Temperatur im schneckennahen Bereich in der Einzugszone 35 ± 5°C, in der Knet- und Mischzone zwischen 50 ± 3°C und 45 ± 3°C und in der Austrittszone 40 ± 3°C beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse-Temperatur in der Misch- und Knetzone in Förderrichtung von 50 ± 3°C auf 45 ± 3°C abfällt.
6. Doppelwellen-Schneckenextruder zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß er mit gleich-oder gegenläufigen Schnecken ausgestattet ist.
7. Doppelwellen-Schneckenextruder zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß er mit gleichläufigen Schnecken ausgestattet ist.
8. Schneckenextruder nach Anspruch 6 für einbasige Treibladungspulver, dadurch gekennzeichnet, daß für die einzelnen Zonen etwa folgende Abhängigkeit zwischen Länge L (Gesamtlänge abzüglich Länge der Austrittszone) und Durchmesser D der Gehäusebohrung gilt:
Figure imgb0003
9. Schneckenextruder nach Anspruch 7 für dreibasige Treibladungspulver, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Gesamtlänge des Gleichläufers von L = 23 D zuzüglich der Länge der Austrittszone für die einzelnen Zonen etwa folgende Abhängigkeit zwischen Länge L und Innendurchmesser D gilt:
Figure imgb0004
10. Schneckenextruder nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) mit ein oder mehr Entgasungsöffnungen (8) versehen ist.
11. Schneckenextruder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ein oder mehr Entgasungsöffnungen (8) im Bereich der Misch- und Knetzone (L2, L2', L2") angeordnet sind.
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