Verfahren zur Herstellung von lunkerfreien, homogenen, feinkristallinen
Gußkörpern aus organischen Verbindungen, insbesondere aus Sprengstoffen oder Treibmitteln
Beim Gießen von organischen Verbindungen in Formen wird häufig die Bedingung gestellt,
daß die hergestellten Gußkörper lunkerfrei und feinkristallin sein sollen. Die Einhaltung
dieser Bedingungen ist insbesondere beim Füllen von Geschossen, z. B. Granaten oder
Sprengkörpern, notwendig, da dadurch die Abschußsicherheit, die Schwerpunktslage
des Geschosses und die Wirkung am Ziel beeinflußt werden. Ebenso bedeutsam sind
Lunkerfreiheit und feinkristallines Gefüge bei gegossenen Treibladungen, beispielsweise
solchen für Raketen, da sich sonst entweder die brennende Oberfläche plötzlich vergrößert
oder die Ladungskörper möglicherweise zerbrechen und gefährliche Drucksteigerungen
entstehen.Process for the production of void-free, homogeneous, finely crystalline
Castings made from organic compounds, especially from explosives or propellants
When pouring organic compounds into molds, the condition is often set,
that the cast bodies produced should be void-free and finely crystalline. Compliance
these conditions are particularly important when filling projectiles, e.g. B. grenades or
Explosive devices, necessary because this increases the safety against firing, the center of gravity
of the projectile and the effect on the target can be influenced. Are equally significant
Void-free and finely crystalline structure in cast propellant charges, for example
those for rockets, otherwise either the burning surface suddenly increases
or the cargo bodies may break and create dangerous pressure increases
develop.
Lunker sind Hohlräume, die sich beim Erstarren von Schmelzen bilden
und ihre Ursache in der Volumenkontraktion beim Übergang vom flüssigen in den festen
Zustand haben. Die Lunker ziehen sich von der Oberfläche der Schmelze in der Nähe
der Eingußöffnung entweder trichterförmig in das Innere, oder sie stellen auch häufig
abgeschlossene Hohlräume dar, wenn die Schmelze an der Oberfläche oder in Barunterliegenden
Schichten eine feste Kruste bildet, bevor der Erstarrungsvorgang im Innern abgeschlossen
ist.Blowholes are cavities that form when melts solidify
and their cause in the volume contraction during the transition from liquid to solid
Condition. The cavities extend from the surface of the nearby melt
the pouring opening either funnel-shaped into the interior, or they are also frequently
closed cavities when the melt is on the surface or in the bar below
Layers form a solid crust before the solidification process inside is complete
is.
Man hat schon verschiedene Maßnahmen angewendet, um Lunkerbildung
zu vermeiden. Durch eine geeignete Temperaturführung, z. B. durch Einführung eines
Heizstabes, der dann langsam herausgezogen wird, kann man erreichen, daß die Schmelze
in den oberen Schichten zunächst flüssig gehalten und die Volumenkontraktion im
Innern durch Nachfließen ausgeglichen wird. Häufig bilden sich aber gerade bei einer
durch Erwärmung erreichten schichtenweisen Erstarrung grobe Kristalle, die ebenfalls
wieder unerwünscht sind. Man hat deshalb auch versucht, durch einfaches Rühren und
Stochern von Hand die Bildung von Lunkern und groben Kristallen zu vermeiden, und
die dabei entstehenden trichterförmigen Vertiefungen durch Nachgießen von Schmelze
ausgefüllt. Ein solches Vorgehen bedingt einen erheblichen manuellen Aufwand, so
daß man weiter vorgeschlagen hat, durch geeignete Vorrichtungen, wie z. B. durch
Exzenter- oder Magnetrüttler, die Gußformen während des Erstarrungsvorganges in
Vibration zu versetzen, um die Bildung von groben Kristallen zu verhindern. Zusätzlich
hat man hierbei auch heizbare Gießtrichter verwendet, um die Schmelze im Bedarfsfall
an ihrer Oberfläche flüssig zu halten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Rütteln
zwar eine Verbesserung des Gefüges der Gußkörper mit sich bringt, aber diese noch
nicht in allen Fällen völlig befriedigt.Various measures have already been used to prevent the formation of cavities
to avoid. By means of a suitable temperature control, e.g. B. by introducing a
Heating rod, which is then slowly pulled out, can be achieved that the melt
initially kept liquid in the upper layers and the volume contraction in the
Inside is compensated by flow. Often, however, form just one
coarse crystals solidified in layers, which also
are undesirable again. One has therefore also tried by simply stirring and
Poking by hand to avoid the formation of voids and coarse crystals, and
the resulting funnel-shaped depressions by pouring in more melt
filled out. Such a procedure requires considerable manual effort, see above
that it has been further proposed by suitable devices such. B. by
Eccentric or magnetic vibrators, the molds during the solidification process in
Vibration to prevent the formation of coarse crystals. Additionally
Heatable pouring funnels have also been used to pour the melt if necessary
to keep liquid on their surface. However, it has been shown that the shaking
although it brings an improvement in the structure of the cast body with it, but this still
not completely satisfied in all cases.
Es wurde nun gefunden, daß man die Wirkung des Rüttelns entscheidend
verbessern kann, wenn man in die Gußformen einen oder mehrere Vibrationskörper oder
-stäbe beweglich einsetzt, z. B. einhängt, die ohne eigenen Antrieb durch die Vibration
der Form in Bewegung geraten und durch einen Rühr- und Reibeffekt besonders viele
Kristallisationskeime schaffen. Ein solches Verfahren ist dann besonders einfach
und wirkungsvoll zu gestalten, wenn man beim Füllen der Formen oder Geschosse Einfülltrichter,
die sogenannten Füllschrauben, verwendet, die mittels Gewinde auf z. B. Granaten
aufgesetzt werden und eine in deren Inneres reichende zylindrische Verlängerung
besitzen. Nach der Erstarrung werden die Füllschrauben wieder abgedreht, wobei dann
eine z. B. für die Übertragungsladung vorgesehene zylindrische Aussparung in dem
Gußkörper entsteht. Diese Vibrationsstäbe ordnet man zweckmäßig locker mittels einer
Brücke oder eines Steges in der Füllschraube an. Da Hohlräume in der Füllschraube
ohne Belang sind, beeinträchtigen die ',#'ibrationsstäbe nicht die Homogenität des
Gusses, sofern man dafür Sorge trägt, daß sie nicht über den zylindrischen Teil
hinausragen. Arbeitet man ohne Füllschrauben, so kann der notwendige Raum für die
Übertragungsladung hinterher durch Ausbohren oder Ausdrehen geschaffen werden. In
diesem Falle kann man die Vibrationsstäbe direkt in die Formen einhängen, wobei
sie sich nur in dem Teil des Gusses bewegen dürfen, der später ausgehöhlt wird.
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich ohne weiteres eine zusätzliche Heizung
zum Zwecke der "Temperaturführung anordnen. -Man kann z. B. die Füllschraube mit
Dampf oder elektrisch heizen. Besonders vorteilhaft und technisch einfach ist es,
auf die Oberfläche der Schmelze Wärmestrahlung, z. B. Infrarot- oder Lichtstrahlung,
einwirken zu lassen. Zweckmäßig stellt man die Stärke und Zeitdauer der Bestrahlung
in der Weise ein, daß die Erstarrung von unten und den Seiten nach dem Inneren fortschreitet,
die Schmelze in der Nähe der Oberfläche bzw. in der Füllschraube jedoch flüssig
bleibt und unter Absinken des Niveaus in das Innere nachfließen kann.It has now been found that the effect of shaking is crucial
can improve if one or more vibrating bodies or in the molds
-sticks used movably, z. B. hooks that without its own drive by the vibration
the shape in motion and especially many due to a stirring and rubbing effect
Create crystallization seeds. Such a procedure is then particularly simple
and to make it effective when filling funnels when filling the forms or projectiles,
the so-called filling screws, used, which by means of thread on z. B. Grenades
be placed and a cylindrical extension reaching inside
own. After solidification, the filling screws are unscrewed again, with then
a z. B. intended for the transfer charge cylindrical recess in the
Cast body is created. These vibrating bars are conveniently arranged loosely by means of a
Bridge or a bar in the filling screw. There are cavities in the filling screw
are irrelevant, the ', #' vibration bars do not affect the homogeneity of the
Gusses, provided that care is taken that they do not go over the cylindrical part
protrude. If you work without filling screws, the necessary space for the
Transfer charge can be created afterwards by drilling or turning. In
In this case you can hang the vibrating bars directly into the molds, with
they are only allowed to move in the part of the cast that will later be hollowed out.
at
the method according to the invention can easily be an additional heater
for the purpose of "temperature control. -You can, for example, use the filling screw
Steam or electric heating. It is particularly advantageous and technically simple to
on the surface of the melt thermal radiation, e.g. B. infrared or light radiation,
let it take effect. The strength and duration of the irradiation are expediently set
in such a way that the solidification progresses from below and from the sides towards the interior,
however, the melt near the surface or in the filling screw is liquid
remains and can flow into the interior as the level drops.
Die richtige Temperaturführung beim Erstarren der Schmelze kann durch
Kühlung der Gießform unterstützt werden. Man kann je nach den Gegebenheiten dafür
z. B. Luft- oder Wasserkühlung verwenden, doch ist bei langgestreckten Formen darauf
zu achten, daß nicht durch zu starke Kühlung eine Brückenbildung unter der flüssig
gehaltenen Oberfläche eintritt.The correct temperature control when the melt solidifies can be achieved through
Cooling of the casting mold are supported. One can do it depending on the circumstances
z. B. Use air or water cooling, but with elongated shapes on it
make sure that no bridges are formed under the liquid due to excessive cooling
held surface occurs.
Schließlich können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch noch zusätzliche
Maßnahmen, wie Gießen von halberstarrten Schmelzen od. dgl., zur Anwendung kommen.Finally, in the method according to the invention, additional
Measures such as pouring semi-solidified melts or the like are used.
Das Verfahren bewährt sich beim Gießen von vielen organischen Verbindungen,
z. B. bei Wachsen, Paraffinen, Stearin, Nitroverbindungen u. a. m. Von besonderer
Bedeutung ist es bei der Herstellung von Gußfüllungen aus Trinitrotoluol und Gemischen
desselben mit anderen Stoffen, wie Trinitrocyclotrimethylentriamin, Ammoniumnitrat,
Metallpulvern, z. B. Aluminiumpulver od. dgl.The process has proven itself when pouring many organic compounds,
z. B. in waxes, paraffins, stearin, nitro compounds and others. m. Of special
It is important in the manufacture of cast fillings from trinitrotoluene and mixtures
the same with other substances, such as trinitrocyclotrimethylene triamine, ammonium nitrate,
Metal powders, e.g. B. aluminum powder or the like.
Im folgenden wird an Hand der Zeichnung ein Beispiel gegeben: Auf
eine Granate vom Kaliber 8,8 cm, die an ihrem oberen, offenen Ende ein Gewinde trägt,
wird eine trichterförmige Füllschraube 1 aufgesetzt, wie sie die Abb. 1 und 2 im
Schnitt bzw. in der Draufsicht zeigen. Quer über ihre obere Öffnung ist eine Brücke
2 befestigt, in deren Bohrung 3 ein Vibrationsstab 4 leicht beweglich eingesteckt
ist. Die Granate wird in einen offenen Wasserkasten eingesetzt, der auf einem federnden,
mit einem Fliehkraftrüttler versehenen Vibriergestell befestigt ist. Nun gießt man
in die Granate eine Schmelze von Trinitrotoluol, die zweckmäßig schon eine gewisse
Menge an erstarrtem Produkt enthält, so hoch ein, daß die Oberfläche des Schmelzgutes
im trichterförmigen Teil der Füllschraube steht. Man setzt dann die Vibrationseinrichtung
in Gang und bestrahlt gleichzeitig die Füllschraube mit einer entsprechend starken
Infrarotlampe. Zur Beschleunigung des Erstarrungsvorganges füllt man in den Kasten
so hoch Wasser ein, daß die Granate etwa zur Hälfte eintaucht. Durch die Bestrahlung
wird das Trinitrotoluol im Innern der Füllschraube flüssig gehalten, während der
\'ibrationsstab 4 von den an der Wandung sich absetzenden Kristallschichten Impfkeime
ablöst. Nach einiger Zeit ist das Innere der Granate feinkristallin und lunkerfrei
erstarrt, so daß man die Lampe löschen kann. Nach dem völligen Erstarren wird die
Füllschraube abgedreht.An example is given below using the drawing: On
a grenade with a caliber of 8.8 cm with a thread at its upper, open end,
a funnel-shaped filling screw 1 is placed, as shown in Figs. 1 and 2 in
Show section or in plan view. There is a bridge across its upper opening
2 attached, in the bore 3 a vibrating rod 4 is inserted so that it can move easily
is. The grenade is placed in an open water tank that rests on a resilient,
is attached with a centrifugal vibrator provided vibrating frame. Now you pour
in the grenade a melt of trinitrotoluene, which is expediently a certain amount
Contains amount of solidified product, so high that the surface of the melt
is in the funnel-shaped part of the filling screw. The vibration device is then set
in motion and at the same time irradiates the filling screw with a correspondingly strong one
Infrared lamp. The box is filled to accelerate the solidification process
so much water that the grenade is about half submerged. By the irradiation
the trinitrotoluene inside the filling screw is kept liquid during the
\ 'ibrationsstab 4 seeding nuclei from the crystal layers that are deposited on the wall
replaces. After a while, the inside of the grenade is finely crystalline and free of voids
freezes so that the lamp can be extinguished. After it has completely solidified, the
Unscrewed filling screw.
Bei entsprechend dimensionierter Einrichtung können in einem Kasten
auch mehrere Granaten gleichzeitig gefüllt werden.With appropriately dimensioned equipment, in a box
several grenades can also be filled at the same time.