DE3546489A1 - Vorrichtung zur herstellung verbrennbarer huelsen auf nitrozellulose-basis als munitionsformteil fuer rohrwaffen - Google Patents

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 Fesermaterial, Kunststoffbinder und Weichmachern durch Verfilzen und Formen der zylindrischen Hülse unter gleichzeitigem Abpressen des Überschußwassers.

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 oder 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.

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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung vorzuschlagen, die zudem zu gleichmäßigen und reproduzierbaren Wandstärken an der Hülse führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Doppelwellen- Schneckenextruder mit unmittelbar nach dem Einzug für die Aufschlämmung angeordneten Knet- und Preßsegmenten, einem Wasserabzug mit wenigstens einer im Bereich der Knetsegmente der stromabwärts davon angeordneten Einspritzdüse für den flüssigen Kunststoffbinder, einer am Austritt angeordneten Matrize zum Ausformen eines Rohrs.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich also - ausgehend von der wässrigen Aufschlämmung - ein endloses rohrartiges Gebilde in kontinuierlicher Arbeitsweise herstellen, von dem die Hülsen durch einfache Trennvorgänge abgelängt werden. 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 durch eine rückwärts geführte Entwässerungsleitung, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Fördermitteln erfolgen. Extruder von solchem Aufbau sind an sich bekannt (DE-PS 32 25 065).

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.

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.

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 der Oberfläche der späteren Hülse eine bestimmte Beschaffenheit zu geben.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist hinter der Matrize bzw. der Sprüheinrichtung eine mitlaufende Ablängeinrichtung angeordnet.

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.

In weiterhin bevorzugter Ausführungsform 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 Klaibrierung des Rohrmaterials.

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.

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.

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.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Doppelwellen- Schneckenextruder mit anschließender Sprüh- und Preßeinrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Preßeinrichtung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Preßeinrichtung und

Fig. 4 zwei Ausführungsformen einer verbrennbaren Hülse.

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.

Am Kopf des Gehäuses 1 ist eine Formmatrize 14 befestigt, die das eintretende Fasermaterial zu einem rohrartigen Gebilde 15 ausformt.

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.

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 Ausführungseispiel 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.

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.

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.

Claims (8)

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 Doppelwellen-Schneckenextruder mit unmittelbar nach dem Einzug (3) für die Aufschlämmung angeordneten Knet- und Preßsegmenten (7), einem Wasserabzug (13) mit wenigstens einer im Bereich der Knetsegmente (7) oder stromabwärts davon angeordneten Einspritzdüse (8, 9, 13) für den flüssigen Kunststoffbinder, einer am Austritt angeordneten Matrize (14) zum Ausformen eines Rohrs.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenextruder als Gleich- oder Gegenläufer ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 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.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Matrize (14) bzw. der Sprüheinrichtung (16) eine mitlaufende Ablängeinrichtung (20) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Matrize (14) eine mitlaufende Preßeinrichtung (18, 19) für das rohrartige Gebilde (15) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßeinrichtung (18, 19) und die Ablängeinrichtung (20) zu einer Baueinheit (17) zusammengefaßt und auf einem gemeinsamen Schlitten angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablängeinrichtung (20) im mittleren Bereich der Preßeinrichtung (18, 19) angeordnet ist.

8. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 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.