NO166598B - Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av sprenglegemer samt anvendelse av fremgangsmaaten. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for kvasi-isostatisk pressing av høy-ytelses-sprenglegemer med høy målnøyaktighet og høy homogenitet, hvorved den indre og/eller den ytre formen er gitt på forhånd ved et formfast legeme med glatt overflate og minst delvis er rotasjonssymmetrisk og som oppviser en endelig stigning i forhold til rotasjonsaksen. Videre er en anordning for anvendelse ved fremgangsmåten gjenstand for oppfinnelsen. Det henvises til krav 1 og 6.

Den isostatiske pressingen finner fremfor alt anvendelse i metallurgien. For det meste er det anordnet metalliske pressformer, som over mer eller mindre kompliserte tilførsler og verktøy er påført trykkolje eller silikonfett. Kjent er isostatiske varm- og kald-presser. I området fremstilling av sprengstofflegemer ble det kaldpresset isostatisk. Dette tjente fremfor alt til forfabrikasjon og fremstilling av presisjonstennladninger for spesielle våpensystemer.

Det er en oppgave for oppfinnelsen å skaffe en fremgangsmåte og en anordning, som muliggjør fremstilling av presisjonssprengladninger, fremfor alt i deres kritiske soner. Det skal dermed være mulig, å fremstille pyrotekniske ladninger av i og for seg fritt valgt form, også med én eller flere åpne hulrom, med høy homogenitet og små indre spenninger som kan virke som potensielle forstyrrelseskilder.

Dette oppnås derved, at den indre eller den ytre formen i et første fremgangsmåtetrinn avgrenses med en elastisk omhylling, som anbringes og presses mekanisk formsluttende til det største kantområde på den indre eller ytre formen, slik at det oppstår en beskikkbar pressform, at hulrommet i pressformen i et andre fremgangsmåtetrinn fylles med pulverformig sprengstoff og at det indre rommet og sprengstoffet såvel som rommet utenfor pressformen evakueres, at det indre rommet avstenges i et tredje fremgangsmåtetrinn og den fylte pressformen bringes inn i et væskefylt trykk-kammer og at det indre av trykk-kammeret påføres et trykk, at trykket kontinuerlig økes til det oppnås en verdi som er gitt på forhånd ved den tetthet og fasthet som skal forekomme i sprengstoffet, og at den fylte pressformen til slutt tilbakeføres til normaltrykket ved en kontinuerlig trykkavlastning og at den formede gjenstanden tas ut for mekanisk sluttbearbeidelse.

Den formulering som anvendes i innledningen til patentkrav 1: "endelig stigning i forhold til rotasjonsaksen", tar i betraktning, at den isostatiske virkningen av pressingen av sprenglegemer med akse-parallelle indre eller ytre former ikke er gitt og at ved avspenningen ville oppstå forstyrrende indre spenninger i en slik presset gjenstand.

Dette betinger en utforming av sprengladningen slik, at

den indre eller ytre formen som virker som ambolt i det kritiske område, ikke oppviser noen loddrett eller nesten loddrett forløpende flater mot rotasjonssymmetriaksen.

Dermed elimineres forstyrrende kanteffekter (stedlige forstyrrelser av sprengstoffhomogeniteten), ved den elastiske avspenningen av det pressede sprengstoffet i den indre eller ytre flaten langs eller mot den væske som frembringer press-trykket. Denne fordring oppfyller likevel fremstillingen av moderne presisjonssprengladninger, hvis avgjørende funksjons-områder for det meste oppviser kjegleform, klokkeform eller kuleform. Den ytre sylinderformen som for det meste er betinget av innbyggingen av sprengladningen i ammunisjonslegemet, kan lett oppnås ved mekanisk etterbearbeidelse, eksempelvis ved dreining.

I de etterfølgende, avhengige kravene er fordelaktige videre bearbeidelse av oppfinnelsesgjenstanden beskrevet.

Overensstemmende med krav 2 har vann vist seg som et godt trykkmedium, som sikrer en ren, enkel og driftssikker pålegging av pressf ormen..

For oppnåelse av høy-ytelsessprengladninger har det vist seg fordelaktig med de trykk fra 1000 til 5000 bar som er angitt i krav 3.

Trykkstigningen må foregå kontinuerlig, for at det i det indre av sprengstofflegemet ikke skal oppstå utillatelige gnisninger, med fare for detonasjon. Trykkstigninger på 800

til 1200 bar pr. min. har vist seg gunstig, hvorved middelverdien på 1000 bar er å betrakte som optimal når det gjelder fremgangs-måtens ytelse.

Likeledes skal av samme grunner trykkavlastningen ikke foregå slagaktig. Tilbakeføringen av trykkmediet til atmosfære-trykk, tilsvarende krav 5, innenfor 20 - 100 sek., fortrinnsvis innenfor mindre enn 60 sek., muliggjør korte takttider, uten at hendelser er å frykte.

En enkelt oppbygget anordning ifølge krav 6 har vist seg gunstig, hvis utformning ved sine enkle, geometriske former gir en høy grad av driftsikkerhet.

Anordningen ifølge krav 7 er spesielt økonomisk og kan fremstilles uten særlig kjennskap til verktøydrift.

En enkel ringformet skruklemme, som angitt i krav 8, har vist seg gunstig. Den er handelsvanlig for bruk i rørlegger-bransjen.

Innretningen anvender fordelaktig en elastisk stuss tilsvarende krav 9 for innfylling av det pulverformige sprengstoffet og for avklemming av vakuum.

I praksis har fremgangsmåten vist seg utmerket for fremstilling av ladninger ifølge krav 10, som sammenlignet med ladninger som er fremstilt på vanlig måte, eksempelvis ved pressing, gir en stigning av den panser-brytende virkningen.

I det følgende skal oppfinnelsen forklares nærmere ved hjelp av tegninger og utførelseseksempler. I samtlige tegninger anvendes samme henvisningstall for like funksjonsdeler.

Fig. 1 viser et trykk-kammer med en pressform som eksempelvis er vist skjematisk,

fig. 2 viser en realisert pressform, som anvendes for fremstilling av sprenglegeme-komponenter for panservernraketter,

fig. 3 viser en pressform for en overdragerladning i en konvensjonell hul-ladning og

fig. 4 viser en ytterligere pressform for prosjektil-ladninger.

Den indre og delvise ytre formen for fremstilling av et sprengstofflegeme 2 som er karakteristisk for oppfinnelsesgjenstanden, betegnes i fig. 1 med 1. De enkelte bestanddelene i formen 1, delene la, lb og ld er anordnet rotasjonssymmetrisk om aksen A og holdes sammen ved en skrueforbindelse lf. Sprengstoffet 2 er begrenset ved en elastisk omhylling 3 av syntetisk gummi (neopren). Denne omhylling 3 ligger selvtettende an mot de største kantområdene 1', med de to største diametere, og omslutter fasadene til den indre/ytre formen 1. En tilfør-selsåpning 5 er utstyrt med en kjegleformig lukking 4, som som hele pressformen 6 har det trykk p som hersker i et trykk-kammer 7. Trykk-kammeret 7 består i det vesentlige av et trykkrør 8, en rotasjonssylinder av høyfast materiale, av ikke-rustende stål, som er lukket på sin nedre fasade 9. På sin motstående side er det påskrudd et skrulokk 10 med sin ytre skruegang 13 i en indre skruegang 14 i trykkrøret 8. Dermed lukkes det indre rommet i trykk-kammeret 7 væske- og trykk-tett ved hjelp av en tetningsflens 12. For enkel manipulasjon er det anordnet et håndtak 11 på skrulokket 10. I sentrum av skrulokket 10 er det tett innsatt en tilførselsledning 15, gjennom hvilken vann tilføres som trykkmedium. I den nedre fasaden 9 er det likeledes sentralt innsatt en avledning 16, som tjener til vekkpumping av væsken. Hele anordningen er omsluttet av et overdimensjonert beskyttelsesrør 17 i sine trykk-påkjente deler.

Fremstillingen av et sprengstofflegeme 2 foregår på følgende måte: Den indre/ytre formen 1 fremstilles med nøyaktig mål på i og for seg kjent måte, tilsvarende den indre og frontsideformen til den sprengladningen som skal oppnås, av høyfast materiale av ikke-rustende stål med brynet og polert overflate. Over den indre/ytre formen settes nå omhyllingen 3. Deretter ifylles det vanlige, pulverformige sprengstoffet 2 gjennom tilførsels-åpningen 5 (boringen) som er anordnet på frontsiden i den indre/ytre formen 1 og fortettes noe ved rysting.

Den således dannede pressformen 6 innføres så i et handelsvanlig vakuumkammer og utsettes her for et vakuum på noen mbar i noen minutter. Dermed avgasses for det første sprengstoffet og for det annet evakueres hulrommene inne i pressformen 6. Inne i vakuumkammeret isettes den koniske tappen 4 i tilførselsåpningen 5, og deretter slippes atmosfære-trykk inn i vakuumkammeret og den fylte pressformen 6 tas ut.

Deretter stilles pressformen 6 i det indre av trykk-kammeret 7 som delvis er fylt med vann. Skrulokket 10 innskrues nå ved hjelp av løftehåndtaket 11 tett i trykkrøret 8 og en trykkledning som kommer fra en handelsvanlig flertrinns-høytrykkspumpe påsettes på tilførselsledningen 15 og tilskrues. Via tilførselsledningen 15 fylles nå først det indre av trykk-kammeret 7 først fullstendig med vann og påfylles så kontinuerlig stigende til et trykk p, hvorved trykkstigningen oppgår til ca. 1000 bar pr. min. og trykket p når en maksimalverdi på 3000

bar. Etter en oppholdstid på noen sekunder (ca. 10-40 sek.) tilbakeføres trykket over en i og for seg kjent anordning bestående av avlastningsventil- og bypassledning på mindre enn 100 sek. til normaltrykk.

Sprengstofflegemet 2 er dermed ferdig presset og kan på enkel måte tas ut av pressformen 6, hvorved skrueforbindelsen lf som fremgår av fig. 1, løses i gjengene le og bestanddelene til den indre/ytre formen 1, delene la (kjernen), ld, lb, likeledes løses og skyves henholdsvis deles fra hverandre. Det frilagte sprengstofflegeme 2 kan nå ved hjelp av en vanlig mekanisk etter-bearbeidelse tilføres til sin ytre form. Den indre formen og de to frontsidene er mål- og form-nøyaktige og behøver ingen ytterligere bearbeidelse, men er eventuelt tilgjengelig for en etter-bearbeidelse.

På de etterfølgende figurene er det vist avvikelser i utformingen av pressformen 6. Den prinsipielle oppbyggingen såvel som fremgangsmåtetrinnene er analoge med fig. 1.

Den ytterligere pressform 6, fig. 2, oppviser igjen en indre form lb, lb', imidlertid med to tapper lc som er symme-triske til hverandre. Videre er det her to ytterformer, en kjegleformig ytterform ld og en sylindrisk ytterform ld'.

Dersom det i denne pressformen innfylles en nøyaktig definert mengde sprengstoff 2 gjennom fylle- og evakuerings-stussen 18, dannes det derav et målriktig formlegeme, da trykkpådraget p for oppnåelse av den isostatiske virkningen virker radialt på omhyllingen 3 av elastomer. For fiksering av omhyllingen 3 og for avtetting tjener både en øvre og en nedre ringformet skruklemme 19, en handelsvanlig slangeklemme.

Den fylte fylle- og evakuerings-stussen som likeledes er

av elastomer, klebes til ett stykke med omhyllingen 3. Etter evakuering, som i det første eksempel, klemmes fylle- og

evakuerings-stussen vakuumtett med en klemmeinnretning. Også her har handelsvanlige klemmer vist seg brukbare.

Varianten av en pressform i fig. 3 er igjen sammenføyet av enkeltdelene lb og ld. Den midlere delen lb oppviser et uttak lb', som danner en bro på den ferdige sprengladningen 2.

Videre er det anordnet forsterkningselementer 31 til 36, såvel som to kantområdeelementer 37 og 38, som i alt fordeler henholdsvis sikrer det trykk som innvirker på omhyllingen 3, at dette virker i aksial retning, som inntegnet i fig. 3, på sprengstoffet 2.

Pressformen 6 i fig. 4 viser en indre/ytre form lc som i det vesentlige er formet som et kulesegment. Igjen er det anordnet et kantområdeelement 38, som på den ene siden sentrerer formen lc og på den annen side gir et sikkert feste for den indre/ytre formen lc i det største kantområde 1'. Også her er det anbragt en skruklemme 19.

De utførelseseksempler som er diskutert foran, viser oppfinnelsesgjenstandens universalitet. Den tillater eksempelvis den mest mulig presise fremstilling av hul-ladningsformer med høy panserbrytende virkning oppnådd ved beregninger. Anvendelsen av vanlige trykkgenereringsmidler såvel som anvendelse av vann som trykkmedium, garanterer en høy driftsikkerhet og en meget effektiv utnyttelse av drivmidlene.

Den innretningen som anvendes for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan utformes på forskjellige måter. Armert plast henholdsvis laminat kan eventuelt anvendes istedenfor ikke-rustende stål i trykk-kammeret.

Beteqnelsesl iste

1 Inner/ytterform

1' Største kantområde i 1: største diameter i 1 A Rotasjonsakse i 1

la Kjerne i 1

lb, lc Innerform

ld, ld' Ytterform

le Gjenger

lf Skrueforbindelse

2 Sprengstoff (sprengstofflegeme)

3 Elastisk omhylling (elastomer)

4 Lukking (tapp eller klemme)

5 Tilføreselsåpning

6 Pressform

p Væsketrykk

7 Trykk-kammer

8 Trykkrør (rotasjonssylinder)

9 Frontside

10 Skrulokk

11 Håndtak i 10

12 Tetteflens

13 Yttergjenger

14 Innergjenger

15 Tilførselsledning

16 Utløpsledning

17 Beskyttelsesrør

18 Fylle- og evakueringsstuss

19 Ringformet skruklemme (slangeklemme) 31-36 Forsterkningselementer (innlegg) i 3 37,38 Kantområdeelementer til 1 og 3

Claims (10)

1. Patentkrav 1. Fremgangsmåte for kvasi-isostatisk pressing av høyeffektive sprenglegemer med høy målnøyaktighet og høy homogenitet, hvorved inner- og/eller ytterformen (1), i det minste delvis rotasjonssymmetrisk, er forhåndsgitt ved et formfast legeme med glatt overflate og som oppviser en endelig stigning i forhold til rotasjonsaksen (A), karakterisert ved at inner- eller ytterformen i et første fremgangsmåtetrinn avgrenses med en elastisk omhylling (3), denne anbringes og presses mekanisk, form-sluttende til det største kantområdet (1') til inner- eller ytterformen, slik at det oppstår en fyllbar pressform (6), at hulrommet i pressformen i et andre fremgangsmåtetrinn fylles med pulverformig sprengstoff (2) og at inner-rommet og sprengstoffet (2) såvel som rommet utenfor pressformen evakueres, at inner-rommet stenges i et tredje fremgangsmåtetrinn og den fylte pressformen (6) innføres i et væskefylt trykk-kammer (7) og at det indre av trykk-kammeret (7) pålegges et trykk (p), at trykket (p) kontinuerlig økes til det oppnås en verdi som er bestemt på forhånd av den tetthet og fasthet som skal oppnås i sprengstoffet, og at den fylte pressformen (7) til slutt tilbakeføres til normaltrykket ved en kontinuerlig trykkavlastning og den pressede gjenstanden tas ut for mekanisk slutt-bearbeidelse.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,

   karakterisert ved at vann innføres i trykk-kammeret som trykkmedium.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at trykkmediet innføres i trykk-kammeret (7) med et trykk (p) på 1000 - 5000 bar.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 3, karakterisert ved at trykket i løpet av 1 min. økes med 800 - 1200 bar.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,

   karakterisert ved at trykkmediet i trykk-kammeret (7) i løpet av 20 - 100 sekunder tilbakeføres til normaltrykk.
6. 6. Anordning for evakuering og pressing av sprenglegemer ved fremgangsmåten ifølge ett av de foregående krav 2 - 5, karakterisert ved at trykk-kammeret (7) er en loddrett anordnet rotasjonssylinder av høyfast materiale, hvis nedre frontside (9) er fast og hvis øvre side er lukket med et skrulokk (10), og at tilførselsledningen (15) for trykkmediet er innført sentralt i sentrum av skrulokket (10) og utløpet (16) i den fast lukkede siden (9).
7. 7. Anordning ifølge krav 1,

   karakterisert ved at den elastiske omhyllingen (3) er en rotasjonssymmetrisk elastomer, hvis største kantområde (1') er formet formsluttende til inner- eller ytterformen (1).
8. 8. Anordning ifølge krav 7,

   karakterisert ved at det er anordnet en ringformet skruklemme (19) som presser elastomeren mekanisk på inner- eller ytterformen (1) i deres største kantområde (1').
9. 9. Anordning ifølge krav 7,

   karakterisert ved at det på én endeside av den elastiske omhyllingen (3) er anordnet en fylle- og evakueringsstuss (18).
10. 10. Anvendelse av fremgangsmåten ifølge krav 1 for fremstilling av presisjonssprengladninger med rettet virkning, som hul-ladninger og miner.