EP0162010B1 - Magazine for caseless explosive tablets - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B39/00—Packaging or storage of ammunition or explosive charges; Safety features thereof; Cartridge belts or bags
- F42B39/08—Cartridge belts
- F42B39/085—Cartridge belts for blank cartridges
Definitions
- the invention relates to a magazine for caseless propellant charges for use in powder-operated setting tools, with a plate or strip-shaped magazine body, the magazine body having passage openings which are surrounded by an annular bead forming a receptacle for the propellant charges and the outer contour of the annular bead at least partially away from the magazine body rejuvenated.
- Caseless propellant charges have considerable advantages over the cartridges that are still common today. These advantages mainly consist in the much simpler manufacture and the resulting lower manufacturing costs. These advantages apply in particular to propellant charges without ignition charges.
- Magazines consisting of a strip-shaped magazine body with receptacles for the propellant charges.
- the recordings are formed by an annular bead that tapers away from the magazine body.
- the ring bead mainly takes over the sealing of the magazine against the closure parts on the device side.
- axial discharge channels for the combustion gases are also required for the propellant charges arranged in such magazines, the disadvantages mentioned again occur.
- An increase in the cross section of the axial outflow channels is not possible, since the propellant charges have to be supported in the axial direction for the reasons described.
- the invention has for its object to provide a magazine for caseless propellant charges for use in powder-operated setting tools, which ensures simple and safe ignition and even burning of the propellant charges.
- the annular bead has at least one outflow opening for the combustion gases that can be made to coincide with an outflow channel on the device side.
- the combustion gases do not flow away from the combustion chamber in the axial but in the radial direction.
- the cross-section available for the outflow channels over the circumference and the outflow openings in the magazine which can be brought into register with the outflow channels can thus be kept considerably larger than in the case of an axial course, without impairing the insulation.
- the propellant charge should be supported on all sides by device or magazine parts.
- the outflow opening it is expedient to design the outflow opening as a hole passing through the annular bead.
- the cross-sectional shape of the hole can be round, angular or a slot.
- the hole should be offset in the axial direction with respect to the propellant charge, so that it is at most partially covered by the propellant charge.
- grooves extending from the free end of the ring bead are also conceivable. This form of outflow openings is particularly suitable when the propellant charge, in powdery or still moist state, is finished pressed in the magazine itself in a manner known per se.
- the outflow openings can be provided with a membrane which can be destroyed by the pressure of the combustion gases. This membrane is only destroyed when the combustion pressure in the combustion chamber has reached a minimum value. Due to a membrane temporarily closing the outflow opening, the propellant charges in the magazine are also better protected against external influences, such as moisture or mechanical damage.
- the energy contained in a propellant charge can be used as fully as possible, the energy is generated by gaps or play between the device and magazine parts To keep pressure losses low. Due to manufacturing tolerances and wear and tear, this game cannot be completely canceled.
- the ring bead has an elastic sealing lip for the closure parts on the device side in the area adjoining the outflow opening at the rear. Such a sealing lip adapts to the device-side closure parts and is additionally pressed against the device-side parts by the gas pressure. The seal therefore gets better with increasing gas pressure.
- the propellant charges are usually inserted into the magazine by machine. For the ignition to work properly, all propellant charges must be inserted equally far into the magazine. To make this possible, it is expedient to provide the ring bead on the inside with a stop shoulder for the propellant charge. Depending on the direction of insertion of the propellant charges into the magazine, the stop shoulder is arranged on the front or rear end of the receptacle.
- the magazine is in itself a so-called disposable part, ie it is used only once and is subsequently removed.
- An inexpensive material, such as plastic is therefore preferably used mainly for cost reasons. Since the temperatures when igniting a propellant charge are currently very high, but the entire ignition takes only a fraction of a second, the temperature resistance of ordinary plastics is sufficient.
- the magazine shown in FIGS. 1 and 2 consists of a strip-shaped magazine body, designated overall by 1, which has lateral transport catches 1a and passage openings 1b.
- the passage openings 1 b are surrounded by a total of 2 annular beads, which partially taper away on their outside from the magazine body 1.
- Sleeveless propellant charges 3 with an H-shaped cross section are arranged in the receptacle of the annular beads 2.
- the annular bead 2 is provided with lateral outflow openings designed as hole 2a. On its inside, the annular bead 2 has an elastic sealing lip 2b in the area adjoining the holes 2a.
- FIG. 2 the magazine shown in FIG. 1 is inserted into a setting tool, which is indicated as consisting of a barrel part, generally designated 5, a piston 6, and a closure part, generally designated 7.
- the piston 6 is guided in a piston guide 5a of the running part 5.
- the barrel 5 has at its rear end a receiving bore 5b for the annular bead 2 of the magazine.
- At the bottom of the receiving bore 5b there is a blind bore designated as an anvil 5c.
- the cross section of the anvil hole 5c is significantly smaller than that of the receiving bore 5b.
- a closure part, designated overall by 7, interacts with the running part 5.
- the closure part 7 has a pin 7a which projects into the annular bead 2 and supports the propellant charge 3 arranged in the magazine on one side.
- the closure part 7 is provided with a guide bore 7b for an ignition pin which is axially displaceably mounted therein and is designated overall by 8.
- the firing pin 8 has a conically tapering extension 8a at its front end. The cross section of the projection 8a is slightly smaller than that of the anvil hole 5c.
- the firing pin 8 bounces against the propellant charge 3 by the force of an ignition spring or by the force of a hammer blow and thereby stamps out part of the propellant charge 3.
- the punched-out part of the propellant charge 3 is compressed by the attachment 8a of the ignition pin 8 in the anvil hole 5c and thereby ignited.
- the combustion spreads to the remaining propellant charge 3.
- the combustion gases which are now developing come under high pressure through the outflow openings designed as hole 2a and the outflow channels 5d which can be made to coincide with the holes 2a into the working space 5e of the running part 5, where they act on the piston 6 and drive it away from the magazine.
- the propellant gas losses are largely avoided by the sealing lip 2b cooperating with the pin 7a. Since the outflow channels 5d can be dimensioned relatively large, the flow losses occurring in the outflow channels 5d are also relatively small.
- Both the magazine body 1 and the annular bead 2 are expediently made from a relatively inexpensive material such as plastic. If the magazine is to be used several times, however, metals such as aluminum alloys can also be used.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Magazin für hülsenlose Treibladungen zur Verwendung in pulverkraftbetriebenen Setzgeräten, mit platten-oder streifenförmigem Magazinkörper, wobei der Magazinkörper Durchtrittsöffnungen aufweist, die von einem eine Aufnahme für die Treibladungen bildenden Ringwulst umgeben sind und die Aussenkontur des Ringwulstes sich wenigstens teilweise vom Magazinkorper weg verjüngt.The invention relates to a magazine for caseless propellant charges for use in powder-operated setting tools, with a plate or strip-shaped magazine body, the magazine body having passage openings which are surrounded by an annular bead forming a receptacle for the propellant charges and the outer contour of the annular bead at least partially away from the magazine body rejuvenated.
Hülsenlose Treibladungen weisen gegenüber den bis heute allgemein üblichen Kartuschen erhebliche Vorteile auf. Diese Vorteile bestehen hauptsächlich in der wesentlich einfacheren Herstellung und den sich daraus ergebenden geringeren Herstellungskosten. Diese Vorteile gelten insbesondere für zündsatzlose Treibladungen.Caseless propellant charges have considerable advantages over the cartridges that are still common today. These advantages mainly consist in the much simpler manufacture and the resulting lower manufacturing costs. These advantages apply in particular to propellant charges without ignition charges.
Solche zündsatzlosen Treibladungen führen jedoch aufgrund der nicht besonders guten Zündwilligkeit bei Verwendung in Setzgeräten zu Problemen. Diesen wird bei bekannten Geräten dadurch entgegengewirkt, dass mittels eines Zündstiftes ein geringer Teil aus der Treibladung herausgestanzt und in einer Sacklochbohrung unter hoher Verdichtung zur Zündung gebracht wird. Diese Art der Zündung funktioniert relativ sicher. Das weitere Abbrennen der restlichen Treibladung erfolgt jedoch bei diesen bekannten Geräten nur schlecht. Die Ursache dieser Erscheinung besteht darin, dass die von der Brennkammer weg zum Arbeitsraum führenden Abströmkanäle für die Verbrennungsgase einen relativ geringen Querschnitt aufweisen und durch lose Teile der Treibladung verstopft werden können. Eine Vergrösserung des Querschnittes von derart angeordneten Abströmkanälen ist problematisch, da die für die Aufrechterhaltung der Zündung massgebende Verdämmung dann nicht mehr gewährleistet wäre.Such ignited propellant charges, however, lead to problems due to the not particularly good ignitability when used in setting tools. This is counteracted in known devices in that a small part is punched out of the propellant charge by means of an ignition pin and is brought to ignition in a blind hole with high compression. This type of ignition works relatively safely. However, the further burning off of the remaining propellant charge takes place poorly in these known devices. The cause of this phenomenon is that the outflow channels for the combustion gases leading away from the combustion chamber to the work space have a relatively small cross section and can be blocked by loose parts of the propellant charge. An enlargement of the cross-section of outflow channels arranged in this way is problematic, since the insulation that is essential for maintaining the ignition would then no longer be guaranteed.
Da die Handhabung einzelner Treibladungen relativ umständlich ist, finden vermehrt in einem Magazin angeordnete Treibladungen Anwendung. Bekannt sind Magazine bestehend aus einem streifenförmigen Magazinkörper mit Aufnahmen für die Treibladungen. Dabei werden die Aufnahmen von einem sich vom Magazinkörper weg verjüngenden Ringwulst gebildet. Der Ringwulst übernimmt hauptsächlich die Abdichtung des Magazins gegenüber den geräteseitigen Verschlussteilen. Da auch für die in solchen Magazinen angeordneten Treibladungen axiale Abströmkanäle für die Verbrennungsgase erforderlich sind, treten wiederum die erwähnten Nachteile auf. Eine Vergrösserung des Querschnittes der axialen Abströmkanäle ist nicht möglich, da die Treibladungen aus den geschilderten Gründen in axialer Richtung abgestützt werden müssen.Since the handling of individual propellant charges is relatively cumbersome, propellant charges arranged in a magazine are increasingly being used. Magazines are known consisting of a strip-shaped magazine body with receptacles for the propellant charges. The recordings are formed by an annular bead that tapers away from the magazine body. The ring bead mainly takes over the sealing of the magazine against the closure parts on the device side. Since axial discharge channels for the combustion gases are also required for the propellant charges arranged in such magazines, the disadvantages mentioned again occur. An increase in the cross section of the axial outflow channels is not possible, since the propellant charges have to be supported in the axial direction for the reasons described.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magazin für hülsenlose Treibladungen zur Verwendung in pulverkraftbetriebenen Setzgeräten zu schaffen, das eine einfache und sichere Zündung sowie ein gleichmässiges Abbrennen der Treibladungen gewährleistet.The invention has for its object to provide a magazine for caseless propellant charges for use in powder-operated setting tools, which ensures simple and safe ignition and even burning of the propellant charges.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch gelöst, dass der Ringwulst an seinem Umfang wenigstens eine mit einem geräteseitigen Abströmkanal zur Deckung bringbare Abströmöffnung für die Verbrennungsgase aufweist.According to the invention, this is achieved in that the annular bead has at least one outflow opening for the combustion gases that can be made to coincide with an outflow channel on the device side.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung erfolgt das Abströmen der Verbrennungsgase somit nicht in axialer, sondern in radialer Richtung von der Brennkammer weg. Der über den Umfang zur Verfügung stehende Querschnitt für die Abströmkanäle sowie die mit den Abströmkanälen zur Deckung bringbaren Abströmöffnungen im Magazin können damit wesentlich grösser gehalten werden als bei axialem Verlauf, ohne dass dabei die Verdämmung beeinträchtigt wird. Durch diese relativ gross dimensionierbaren Abströmkanäle wird die Gefahr vermindert, dass durch lose, unverbrannte Partikel der Treibladung eine Verstopfung eintritt.As a result of the design according to the invention, the combustion gases do not flow away from the combustion chamber in the axial but in the radial direction. The cross-section available for the outflow channels over the circumference and the outflow openings in the magazine which can be brought into register with the outflow channels can thus be kept considerably larger than in the case of an axial course, without impairing the insulation. These relatively large dimensioned discharge channels reduce the risk of blockage due to loose, unburned particles of the propellant charge.
Wie erwähnt, ist für eine vollständige Verbrennung der Treibladung eine gute Verdämmung notwendig. Dazu sollte die Treibladung möglichst allseitig durch Geräte-oder Magazinteile abgestützt werden. Um dies zu erreichen, ist es zweckmässig, die Abströmöffnung als den Ringwulst durchsetzendes Loch auszubilden. Die Querschnittsform des Loches kann rund, eckig oder als Schlitz ausgebildet werden. Das Loch sollte jedoch gegenüber der Treibladung in axialer Richtung versetzt angeordnet werden, so dass es durch die Treibladung höchstens teilweise verdeckt wird. Neben einem rundum vom Ringwulst umgebenen Loch sind jedoch auch vom freien Ende des Ringwulstes ausgehende Nuten denkbar. Diese Form von Abströmöffnungen eignet sich insbesondere dann, wenn die Treibladung in pulverigem oder noch feuchtem Zustand in an sich bekannter Weise im Magazin selbst fertiggepresst wird.As mentioned, good insulation is necessary for a complete combustion of the propellant charge. For this purpose, the propellant charge should be supported on all sides by device or magazine parts. To achieve this, it is expedient to design the outflow opening as a hole passing through the annular bead. The cross-sectional shape of the hole can be round, angular or a slot. However, the hole should be offset in the axial direction with respect to the propellant charge, so that it is at most partially covered by the propellant charge. In addition to a hole which is completely surrounded by the ring bead, grooves extending from the free end of the ring bead are also conceivable. This form of outflow openings is particularly suitable when the propellant charge, in powdery or still moist state, is finished pressed in the magazine itself in a manner known per se.
Der nach der Zündung in der Brennkammer auftretende Druckanstieg erfolgt bei zündsatzlosen, mechanisch zündbaren Treibladungen relativ langsam. Für das Weiterbrennen ist jedoch ein gewisser Minimaldruck in der Brennkammer erforderlich. Um dies zu erreichen, können die Abströmöffnungen mit einer vom Druck der Verbrennungsgase zerstörbaren Membran versehen sein. Diese Membran wird erst zerstört, wenn der Verbrennungsdruck in der Brennkammer einen Mindestwert erreicht hat. Durch eine die Abströmöffnung vorübergehend verschliessende Membran sind die Treibladungen im Magazin auch besser geschützt gegen äussere Einflüsse, wie beispielsweise Feuchtigkeit oder mechanische Beschädigung.The pressure increase occurring in the combustion chamber after ignition takes place relatively slowly in the case of ignition-free, mechanically ignitable propellant charges. However, a certain minimum pressure in the combustion chamber is required for further burning. To achieve this, the outflow openings can be provided with a membrane which can be destroyed by the pressure of the combustion gases. This membrane is only destroyed when the combustion pressure in the combustion chamber has reached a minimum value. Due to a membrane temporarily closing the outflow opening, the propellant charges in the magazine are also better protected against external influences, such as moisture or mechanical damage.
Damit die in einer Treibladung enthaltene Energie möglichst voll ausgenutzt werden kann, sind die durch Spalte oder Spiel zwischen den Geräte- und Magazinteilen entstehenden Druckverluste gering zu halten. Infolge der Fabrikationstoleranzen und Abnützung kann dieses Spiel jedoch nicht völlig aufgehoben werden. Um die Abdichtung zwischen Magazin und den geräteseitigen Verschlussteilen zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn der Ringwulst an seiner Innenseite in dem rückwärtig an die Abströmöffnung anschliessenden Bereich eine elastische Dichtlippe für die geräteseitigen Verschlussteile aufweist. Eine solche Dichtlippe passt sich den geräteseitigen Verschlussteilen an und wird durch den Gasdruck zusätzlich gegen die geräteseitigen Teile gepresst. Die Abdichtung wird also mit zunehmendem Gasdruck besser.So that the energy contained in a propellant charge can be used as fully as possible, the energy is generated by gaps or play between the device and magazine parts To keep pressure losses low. Due to manufacturing tolerances and wear and tear, this game cannot be completely canceled. In order to improve the seal between the magazine and the closure parts on the device side, it is advantageous if the ring bead has an elastic sealing lip for the closure parts on the device side in the area adjoining the outflow opening at the rear. Such a sealing lip adapts to the device-side closure parts and is additionally pressed against the device-side parts by the gas pressure. The seal therefore gets better with increasing gas pressure.
Das Einsetzen der Treibladungen in das Magazin erfolgt meist maschinell. Für ein gutes Funktionieren der Zündung müssen alle Treibladungen gleich weit in das Magazin eingeführt werden. Um dies zu ermöglichen, ist es zweckmässig, den Ringwulst an seiner Innenseite mit einer Anschlagschulter für die Treibladung zu versehen. Je nach Einführrichtung der Treibladungen in das Magazin wird die Anschlagschulter am vorderseitigen oder rückseitigen Ende der Aufnahme angeordnet.The propellant charges are usually inserted into the magazine by machine. For the ignition to work properly, all propellant charges must be inserted equally far into the magazine. To make this possible, it is expedient to provide the ring bead on the inside with a stop shoulder for the propellant charge. Depending on the direction of insertion of the propellant charges into the magazine, the stop shoulder is arranged on the front or rear end of the receptacle.
Das Magazin ist an sich ein sogenanntes Wegwerfteil, dh es wird nur einmal verwendet und nachher beseitigt. Hauptsächlich aus Kostengründen wird daher vorzugsweise ein preisgünstiges Material, wie beispielsweise Kunststoff, verwendet. Da die Temperaturen bei der Zündung einer Treibladung zwar momentan sehr hoch sind, jedoch die ganze Zündung nur Bruchteile von Sekunden dauert, genügt die Temperaturbeständigkeit von gewöhnlichen Kunststoffen.The magazine is in itself a so-called disposable part, ie it is used only once and is subsequently removed. An inexpensive material, such as plastic, is therefore preferably used mainly for cost reasons. Since the temperatures when igniting a propellant charge are currently very high, but the entire ignition takes only a fraction of a second, the temperature resistance of ordinary plastics is sufficient.
Im Prinzip wäre es jedoch auch möglich, das Magazin mehrmals zu verwenden, dh nach Gebrauch jeweils wieder aufzufüllen. In diesem Fall können Werkstoffe mit höherer Festigkeit und Temperaturbeständigkeit wie beispielsweise Leichtmetallegierungen verwendet werden.In principle, however, it would also be possible to use the magazine several times, ie to refill it after use. In this case, materials with higher strength and temperature resistance such as light metal alloys can be used.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
- Fig. 1 ein erfindungsgemässes Magazin, teilweise geschnitten, in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 2 einen Teil eines pulverkraftbetriebenen Setzgerätes mit eingesetztem Magazin gemäss Fig. 1, in Zündstellung.
- 1 shows a magazine according to the invention, partly in section, in a perspective view,
- Fig. 2 shows part of a powder-operated setting tool with inserted magazine according to Fig. 1, in the ignition position.
Das aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche Magazin besteht aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten, streifenförmigen Magazinkörper, der seitliche Transportrasten 1a sowie Durchtrittsöffnungen 1b aufweist. Die Durchtrittsöffnungen 1 b werden von insgesamt mit 2 bezeichneten Ringwulsten umgeben, welche sich auf ihrer Aussenseite teilweise vom Magazinkörper 1 weg konisch verjüngen. In die Aufnahme der Ringwülste 2 sind hülsenlose, im Querschnitt H-förmig ausgebildete Treibladungen 3 angeordnet. Der Ringwulst 2 ist mit seitlichen, als Loch 2a ausgebildeten Abströmöffnungen versehen. Auf seiner Innenseite weist der Ringwulst 2 in dem rückwärtig an die Löcher 2a anschliessenden Bereich eine elastische Dichtlippe 2b auf.The magazine shown in FIGS. 1 and 2 consists of a strip-shaped magazine body, designated overall by 1, which has
In Fig. 2 ist das aus Fig. 1 ersichtlichte Magazin in ein andeutungsweise aus einem insgesamt mit 5 bezeichneten Laufteil, einem Kolben 6 sowie einem ingesamt mit 7 bezeichneten Verschlussteil bestehendes Setzgerät eingesetzt. Der Kolben 6 ist in einer Kolbenführung 5a des Laufteiles 5 geführt. Das Laufteil 5 weist an seinem rückwärtigen Ende eine Aufnahmenbohrung 5b für den Ringwulst 2 des Magazins auf. Am Grund der Aufnahmebohrung 5b befindet sich eine als Ambossloch 5c bezeichnete Sacklochbohrung. Der Querschnitt des Ambossloches 5c ist wesentlich geringer als derjenige der Aufnahmebohrung 5b. Ein insgesamt mit 7 bezeichnetes Verschlussteil wirkt mit dem Laufteil 5 zusammen. Das Verschlussteil 7 weist einen Zapfen 7a auf, der in den Ringwulst 2 ragt und die im Magazin angeordnete Treibladung 3 einseitig abstützt. Auf der Gegenseite ist die Treibladung 3 durch den Grund der Aufnahmebohrung 5b abgestützt. Das Verschlussteil 7 ist mit einer Führungsbohrung 7b für einen darin axial verschiebbar gelagerten, insgesamt mit 8 bezeichneten Zündstift versehen. Der Zündstift 8 weist an seinem vorderen Ende einen sich konisch verjüngenden Ansatz 8a auf. Der Querschnitt des Ansatzes 8a ist etwas geringer als derjenige des Ambossloches 5c.In FIG. 2, the magazine shown in FIG. 1 is inserted into a setting tool, which is indicated as consisting of a barrel part, generally designated 5, a
Bei der Zündung des Setzgerätes prallt der Zündstift 8 durch die Kraft einer Zündfeder bzw. durch die Kraft eines Hammerschlages gegen die Treibladung 3 und stanzt dabei einen Teil aus der Treibladung 3 heraus. Der ausgestanzte Teil der Treibladung 3 wird durch den Ansatz 8a des Zündstiftes 8 im Ambossloch 5c verdichtet und dabei zur Zündung gebracht. Nach dieser erfolgten Primärzündung greift die Verbrennung über auf die restliche Treibladung 3. Die sich nun entwickelnden Verbrennungsgase gelangen unter hohem Druck durch die als Loch 2a ausgebildeten Abströmöffnungen und die mit den Löchern 2a zur Deckung bringbaren Abströmkanäle 5d in den Arbeitsraum 5e des Laufteiles 5, wo sie den Kolben 6 beaufschlagen und vom Magazin wegtreiben. Durch die mit dem Zapfen 7a zusammenwirkende Dichtlippe 2b werden die Treibgasverluste weitgehend vermieden. Da die Abströmkanäle 5d relativ gross dimensioniert werden können, sind auch die in den Abströmkanälen 5d entstehenden Strömungsverluste relativ gering.When the setting tool is ignited, the
Sowohl der Magazinkörper 1 als auch der Ringwulst 2 werden zweckmässigerweise aus einem relativ billigen Werkstoff wie Kunststoff hergestellt. Falls das Magazin mehrmals verwendet werden soll, sind jedoch auch Metalle, wie beispielsweise Aluminiumlegierungen, verwendbar.Both the
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