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Die Erfindung betrifft einen Wurfkörper, insbesondere einen Handwurfkörper, zum Verteilen von Reiz- oder Kampfstoffen.
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Die
WO 2010/025925 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Verteilen von Reiz- oder Kampfstoffen mit einem Behälter zum Bereitstellen eines Reiz- oder Kampfstoffes, der in einem Lösungsgas, das bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck bzw. Umgebungsdruck im gasförmigen Zustand vorliegt, im flüssigen Aggregatszustand gelöst oder emulgiert ist. Der Behälter weist eine Sollbruchstelle, die bei einem vorbestimmten Berstdruck im Innenraum eine Öffnung des Innenraums zur Umgebung des Behälters erzeugt, und eine Druckerzeugungseinrichtung, die in dem Innenraum des Behälters einen erhöhten Druck erzeugen kann, der größer ist als der Berstdruck der Sollbruchstelle, auf. Durch die Druckerhöhung im Behälter wird die Sollbruchstelle zum Bersten gebracht, sodass sehr schnell eine vordefinierte Öffnung des Behälters zu seiner Umgebung erzeugt wird. Die im Behälter bereitgestellte Lösung oder Emulsion der Reiz- oder Kampfstoffe wird beim Bersten der Sollbruchstelle schlagartig aus der entstandenen Öffnung ausgetragen; dabei verdampft und expandiert das Lösungsgas schlagartig und bewirkt eine große Austragweite und eine Feinstverteilung der Reiz- oder Kampfstoffe in der Umgebungsluft. Die für die Verdampfung notwendige Energie entnimmt das flüssige Lösungsgas der Umgebungsluft. Bei der Expansion des Lösungsgases werden die diesem beigemischten Reiz- oder Kampfstoffe unter Aufhebung bzw. Verhinderung der Oberflächenspannungen bzw. Kristallstrukturen zusammen mit den Molekülen des Gases zwangsweise auseinander gerissen. Die Expansion des Lösungsgases erzielt so eine Feinstverteilung der Reiz- oder Kampfstoffe unterhalb der Tröpfchengröße bzw. Kristallbildung in der Umgebungsluft.
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Bei einer solchen Vorrichtung, bei welcher die Reiz- oder Kampfstoffe mittels einer Verdampfung und Expansion eines flüssigen Lösungsgases verteilt werden, erfolgt ihr Austragen im Vergleich zu anderen herkömmlichen Systemen, bei denen die Reiz- oder Kampfstoffe in Form eines Sprühnebels verteilt werden, schlagartig und unter einem sehr hohen Druck (z. B. 25 bar und mehr), wodurch entsprechend hohe Rückstoßkräfte entstehen. Deshalb besteht bei derartigen Vorrichtungen, wenn sie als Wurfkörper ausgestaltet, d. h. nicht festgehalten würden, das Risiko eines rückstoß-beschleunigten Wurfkörpers, der eine unerwünschte Gefahr für die Umgebung bedeutet.
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Wurfkörper zum effektiven Verteilen von Reiz- oder Kampfstoffen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wurfkörper mit den Merkmalen des Anspruches 1. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der Wurfkörper der Erfindung weist ein Gehäuse zum Aufnehmen eines Reiz- oder Kampfstoffes und eines Lösungsgases in seinem flüssigen Aggregatszustand, wobei das Lösungsgas bei Umgebungs- oder Raumtemperatur und Umgebungs- bzw. atmosphärischem Druck im gasförmigen Zustand vorliegt, auf. Das Gehäuse weist einen Öffnungsabschnitt auf, welcher bei Erreichen eines vorbestimmten Berstdrucks im Innern des Gehäuses öffnet, und der Wurfkörper weist ferner eine Druckerzeugungseinrichtung auf, welche ausgestaltet ist, um im Innern des Gehäuses einen erhöhten Druck zu erzeugen, der größer ist als der vorbestimmte Berstdruck des Öffnungsabschnitts, auf. Der Wurfkörper hat zudem ein weiteres Gehäuseteil mit einem weiteren Innenraum, welcher im Bereich des Öffnungsabschnitts an das Gehäuse angrenzt, sodass er bei geöffnetem Öffnungsabschnitt mit dem Innern des Gehäuses fluidisch verbunden ist, wobei das weitere Gehäuseteil wenigstens zwei Ausströmöffnungen mit unterschiedlichen Ausströmrichtungen aufweist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Wurfkörper wird der Reiz- oder Kampfstoff – ähnlich der aus der
WO 2010/025925 A1 bekannten Vorrichtung – durch ein verdampfendes und expandierendes Lösungsgas aus dem Gehäuse ausgetragen, wenn sich der Öffnungsabschnitt aufgrund einer Druckerhöhung im Innern des Gehäuses öffnet. Mit dem Wurfkörper der Erfindung lässt sich daher im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, bei denen die Reiz- oder Kampfstoffe mit einem Sprühnebel ausgetragen werden, auf einfache Weise eine effektive Feinstverteilung des Reiz- oder Kampfstoffes erzielen.
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Das erfindungsgemäß vorgesehene weitere Gehäuseteil dient dabei dem Vermindern oder Neutralisieren eines Rückstoßes beim Austragen des Reiz- oder Kampfstoffes in die Umgebung des Wurfkörpers. Während die Reiz- oder Kampfstoffe mit dem Flüssiggas durch den Öffnungsabschnitt des Gehäuses in einer Richtung ausströmen (was eine entsprechende Rückstoßkraft bewirken würde), werden die Reiz- oder Kampfstoffe mit dem Flüssiggas bei dem erfindungsgemäßen Wurfkörper mit Hilfe des weiteren Gehäuseteils durch wenigstens zwei Ausströmöffnungen in unterschiedlichen Ausströmrichtungen ausgetragen. Die bei diesem Austrag an den Ausströmöffnungen durch das ausströmende Gas entstehenden Rückstoßkräfte heben sich wegen der unterschiedlichen Ausströmrichtungen zumindest teilweise auf, sodass eine insgesamt verminderte Rückstoßkraft auf den Wurfkörper wirkt. Die Gefahr eines unerwünscht beschleunigten Wurfkörpers für die Umgebung kann so reduziert werden. Im günstigsten Fall können die Rückstoßkräfte sogar vollständig neutralisiert werden.
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Der Wurfkörper zeichnet sich außerdem durch einen sehr einfachen und kompakten Aufbau aus. Es sind insbesondere sind keine speziellen Austrittsdüsen erforderlich. Durch die Druckerhöhung im Innern des Gehäuses wird der Öffnungsabschnitt des Gehäuses sehr schnell geöffnet, sodass in Bruchteilen von Sekunden sofort die maximale Freisetzungsmenge des Lösungsgasgemisches freigesetzt werden kann. Die Austragzeiten der Reiz- oder Kampfstoffe sind stark verkürzt, was den Wirkungsgrad der Reiz- oder Kampfstoffe erhöht, da die gewünschte Reizstoffkonzentration in der Umgebungsluft sofort aufgebaut wird. So kann mit dem erfindungsgemäßen Wurfkörper sehr schnell und effektiv auf eine Bedrohung reagiert werden.
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Die Vorrichtung ist zudem sehr robust aufgebaut und enthält keine empfindlichen oder komplizierten Komponenten und ist damit weniger störanfällig. Der Öffnungsabschnitt kann im Vergleich zu einem Ventil oder einer Austrittsdüse relativ einfach und zugleich betriebssicher konstruiert werden.
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Die Druckerhöhung im Innern des Gehäuses, die zum Öffnen des Öffnungsabschnitts führt, wird gleichzeitig durch Druckerhöhung des Lösungsgases über seinen Verdampfungsdruck hinaus zum Erzielen größerer Wurfweiten für die Reiz- oder Kampfstoffe genutzt.
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Weiter enthält der Wurfkörper der Erfindung neben einer verschlossenen Einfüllöffnung keine Ventile oder dergleichen zum Austrag seines Inhalts. Das Gehäuse des Wurfkörpers ist vollständig und sicher geschlossen; erst bei einer Betätigung des Wurfkörpers bzw. seiner Druckerzeugungseinrichtung wird der Öffnungsabschnitt geöffnet, durch welchen dann das Lösungsgas mit den Reiz- oder Kampfstoffen austreten kann. Eine ungewollte Leckage der Reiz- oder Kampfstoffe und auch des Lösungsgases aus dem Gehäuse kann so sicher verhindert werden.
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Unter einem „Wurfkörper” soll in diesem Zusammenhang ein Gegenstand verstanden werden, welcher auf irgendeine Weise bewegt und frei, d. h. ohne festgehalten zu werden, positioniert werden kann. Der Wurfkörper kann vorzugsweise von Hand geworfen werden (Handwurfkörper), der Wurfkörper kann aber auch gerollt, mit geeigneten Vorrichtungen verschossen, einfach auf dem Boden oder einem anderen Gegenstand abgelegt werden oder dergleichen. Der erfindungsgemäße Wurfkörper ist insbesondere bei seiner Anwendung als ein solcher Wurfkörper von Vorteil, er kann aber ebenso festgehalten/fixiert oder an einem anderen Gegenstand montiert und auf diese Weise benutzt werden.
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Der Begriff „Gehäuse” soll in diesem Zusammenhang jede Art einer strukturellen Vorrichtung verstanden werden, welche geeignet ist, sowohl einen Reiz- oder Kampfstoff als auch ein Lösungsgas in seinem flüssigen Aggregatszustand darin fluiddicht aufzunehmen. Das Gehäuse weist zu diesem Zweck einen oder mehrere fluiddicht verschlossene oder verschließbare Innenräume auf, in denen entweder ein in einem flüssigen Lösungsgas gelöster oder emulgierter Reiz- oder Kampfstoff, nur ein Lösungsgas oder nur ein Reiz- oder Kampfstoff aufgenommen werden können. Das Gehäuse bzw. seine Innenräume müssen zu diesem Zweck insbesondere – je nach dem verwendeten Reiz- oder Kampfstoff und dem verwendeten Lösungsgas – entsprechend chemisch resistent und druckstabil sein. Je nach Anwendungsfall müssen das Gehäuse bzw. seine Innenräume auch thermisch widerstandsfähig und über einen größeren Temperaturbereich druckstabil sein. Das Gehäuse besteht vorzugsweise im Wesentlichen aus einem metallischen Werkstoff, bevorzugt Aluminium, Duraluminium oder (Edel-)Stahl.
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„Lösungsgase” sind in diesem Zusammenhang druck- oder kälteverflüssigte Gase, die in ihrem flüssigen Aggregatszustand als Lösungsmittel oder Emulsionsträger für Reiz- oder Kampfstoffe dienen können. Damit das Lösungsgas beim Austritt aus dem Gehäuse schlagartig verdampft und expandiert, muss es bei Umgebungs- oder Raumtemperatur (bevorzugt bei etwa 22 ± 5°C, je nach Einsatzzweck bevorzugt auch bei 0°C oder darunter) und atmosphärischem Druck im gasförmigen Zustand vorliegen. Außerdem sollte es vorzugsweise eine Verdampfungstemperatur besitzen, die im Vergleich zur Umgebungstemperatur so niedrig ist, dass eine schnelle Verdampfung durch Energieübertragung aus der Umgebungsluft möglich ist. Als Lösungsgase können bevorzugt Treibmittel oder Kältemittel verwendet werden. Vorzugsweise kann das Kältemittel R 413 A (Tetrafluorethan) als Lösungsgas verwendet werden. Der Druck, unter dem das Lösungsgas im Gehäuse aufbewahrt wird, ist je nach gewünschtem Einsatzzweck so hoch zu wählen, dass das Lösungsgas im gesamten, zu erwartenden Temperaturbereich in seinem flüssigen Aggregatszustand vorliegt. Für R 413 A bedeutet dies zum Beispiel, dass für einen geforderten Temperaturbereich von bis zu 85°C ein Druck von mindestens etwa 30 bar gewählt werden muss.
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„Reizstoffe” sind Stoffe, die in bestimmten Dosierungen auf Menschen oder Tiere einen Reiz ausüben, ohne dabei – bei richtiger Dosierung – bleibende gesundheitliche Schäden zu verursachen. Die Reizwirkung ist dabei von der einwirkenden Konzentration und Art des Reizstoffes abhängig. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Reizstoffe, die hauptsächlich über die Haut, insbesondere die Schleimhaut und die Atmung wirken, ohne auf diese Art von Reizstoffen beschränkt zu sein. Dabei ist es unerheblich, ob es sich bei den betreffenden Reizstoffen um synthetische Stoffe (zum Beispiel CS) oder in der Natur vorkommende Stoffe (zum Beispiel OC) oder um eine Kombination von synthetischen Stoffen und Naturstoffen handelt. Ob es sich bei einem „Reizstoff” darüber hinaus auch um einen „Kampfstoff” handelt, hängt nach der Chemiewaffenkonvention davon ab, ob der Stoff durch seine chemische Wirkung den Tode, eine vorübergehende Handlungsunfähigkeit oder einen Dauerschaden bei Mensch oder Tier herbeiführen kann. Dies ist in den meisten Fällen wesentlich von der Konzentration des eingesetzten Reizstoffes abhängig. Darüber hinaus gilt ein Reizstoff nur dann als Kampfstoff, wenn er – im Gegensatz zu einem friedlichen oder zivilen Zweck – in einem bewaffneten Konflikt eingesetzt wird.
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Das Gehäuse weist einen, vorzugsweise genau einen Öffnungsabschnitt auf. Ein „Öffnungsabschnitt” im Sinne dieser Erfindung gibt bei einem definierten Berstdruck durch Materialverformung und/oder -zerstörung eine Öffnung einer vorbestimmten Größe frei. Der Öffnungsabschnitt ist vorzugsweise durch Sollbruchstellen, ausgestaltet zum Beispiel als eine Materialschwächung oder Materialveränderung der Gehäusewandung, oder durch eine in einer Öffnung der Gehäusewandung vorgesehene Komponente wie zum Beispiel eine Berstscheibe gebildet. Die Berstscheibe ist zum Beispiel in der Öffnung der Gehäusewandung verklebt, verschweißt, verschraubt oder in einer anderen Weise dicht verschließend eingebracht.
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Das „Öffnen” des Öffnungsabschnitts, vorzugsweise bewirkt durch ein „Bersten” von Sollbruchstellen oder einer Berstscheibe ist ein Vorgang, bei dem sich der Öffnungsabschnitt bei dem konstruktiv definierten (Berst-)Druck im Innern des Gehäuses durch Materialverformung und/oder Materialzerstörung öffnet.
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Unter dem „weiteren Gehäuseteil” soll in diesem Zusammenhang eine strukturelle Vorrichtung verstanden werden, welche mit dem Gehäuse fest (dauerhaft oder lösbar) verbunden werden kann (bevorzugt durch eine Gewindeverbindung, Verschrauben, Verpressen, Verschweißen, Löten, Kleben, etc.) und geeignet ist, das aus dem geöffneten Öffnungsabschnitt des Gehäuses austretende Lösungsgasgemisch umzuleiten. Das weitere Gehäuseteil besteht vorzugsweise im Wesentlichen aus einem metallischen Werkstoff, bevorzugt Aluminium, Duraluminium oder (Edel-)Stahl. Das weitere Gehäuseteil ist bevorzugt aus dem gleichen Material wie das Gehäuse gefertigt.
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Das weitere Gehäuseteil weist wenigstens zwei Ausströmöffnungen, vorzugsweise eine größere Anzahl von Ausströmöffnungen auf. Bevorzugt weist das weitere Gehäuseteil wenigstens vier, wenigstens acht, wenigstens zwölf, wenigstens sechzehn oder mehr Ausströmöffnungen auf.
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Die wenigstens zwei Ausströmöffnungen des weiteren Gehäuseteils definieren unterschiedliche Ausströmrichtungen. Der Begriff „Ausströmrichtung” definiert dabei eine Haupt- oder mittlere Strömungsrichtung des ausströmenden Lösungsgasgemisches. Je größer die Unterschiede zwischen den Ausströmrichtungen sind, umso größer ist der Effekt im Hinblick auf eine Verminderung oder Neutralisierung der Rückstoßkräfte.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein oben beschriebener (Hand-)Wurfkörper, in dessen Gehäuse ein Reiz- oder Kampfstoff und ein Lösungsgas in seinem flüssigen Aggregatszustand aufgenommen sind.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die wenigstens zwei Ausströmöffnungen des weiteren Gehäuseteils entlang einer Umfangsrichtung des weiteren Gehäuseteils im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet. Bevorzugt sind die Ausströmöffnungen in im Wesentlichen gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung haben die wenigstens zwei Ausströmöffnungen des weiteren Gehäuseteils im Wesentlichen gleich große Öffnungsquerschnitte. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass durch die verschiedenen Ausströmöffnungen jeweils im Wesentlichen die gleiche Menge des Lösungsgasgemisches ausströmt. Die Ausströmöffnungen sind zudem vorzugsweise in im Wesentlichen gleichen Abständen zum Öffnungsabschnitt des Gehäuses vorgesehen.
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Eine Summe der Öffnungsquerschnitte aller Ausströmöffnungen des weiteren Gehäuseteils kann im Wesentlichen so groß wie der Öffnungsquerschnitt des geöffneten Öffnungsabschnitts des Gehäuses oder kleiner als dieser oder größer als dieser sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das Gehäuse und das weitere Gehäuseteil beide im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet, wobei das weitere Gehäuseteil angrenzend an eine Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Öffnungsabschnitt in dieser Stirnseite des Gehäuses vorgesehen ist, und wobei die wenigstens zwei Ausströmöffnungen in einer Mantelfläche des weiteren Gehäuseteils vorgesehen sind. Der Öffnungsabschnitt ist dabei vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltet und im Wesentlichen konzentrisch zur Längsachse des Gehäuses angeordnet. Die Längsachse des weiteren Gehäuseteils liegt vorzugsweise im Wesentlichen auf der Längsachse des Gehäuses. Die durch die Ausströmöffnungen des weiteren Gehäuseteils Ausströmrichtungen sind vorzugsweise im Wesentlichen radial zur Längsachse des Wurfkörpers bzw. seines Gehäuses ausgerichtet.
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Die im Wesentlichen zylindrische Form des Gehäuses und des weiteren Gehäuseteils hat in diesem Zusammenhang eine Grundfläche und eine umlaufenden Mantelfläche. Dabei ist die Grundfläche grundsätzlich beliebig geformt, vorzugsweise kreisförmig oder (bevorzugt regelmäßig) polygonal. Die Mantelfläche erstreckt sich über eine Höhe, welche wahlweise gleich groß, größer oder kleiner sein kann als die größte Ausdehnung (z. B. Diagonale) der Grundfläche. Die Mantelfläche verläuft ausgehend von der Grundfläche bevorzugt im Wesentlichen geradlinig oder ein- oder mehrfach, konvex oder konkav gekrümmt. Außerdem verläuft die Mantelfläche ausgehend von der Grundfläche bevorzugt im Wesentlichen senkrecht, sich konisch verjüngend oder sich konisch erweiternd. Ferner sind auch Kombinationen der hier genannten Gestaltungsformen der zylindrischen Form denkbar.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse einen gemeinsamen Innenraum zum Aufnehmen sowohl des Reiz- oder Kampfstoffes als auch des Lösungsgases in seinem flüssigen Aggregatszustand auf. Bei dieser Ausgestaltung wird ein im flüssigen Lösungsgas gelöster oder emulgierter Reiz- oder Kampfstoff in dem gemeinsamen Innenraum bereitgestellt.
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In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse einen ersten Innenraum zum Aufnehmen des Lösungsgases in seinem flüssigen Aggregatszustand und einen zweiten Innenraum zum Aufnehmen des Reitz- oder Kampfstoffes auf, wobei eine Trennung zwischen dem ersten Innenraum und dem zweiten Innenraum aufhebbar ist.
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Bei dieser Ausgestaltung ist die Druckerzeugungseinrichtung vorzugsweise zunächst zum Aufheben der Trennung zwischen dem ersten Innenraum und dem zweiten Innenraum des Gehäuses und dann zum Erzeugen der Druckerhöhung bis zum Berstdruck ausgebildet und angeordnet. Alternativ ist vorzugsweise eine Öffnungsvorrichtung zum Aufheben der Trennung zwischen dem ersten Innenraum und dem zweiten Innenraum des Gehäuses vor dem Betätigen der Druckerzeugungseinrichtung vorgesehen.
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In einer noch anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden der Reiz- oder Kampfstoff und das Lösungsgas in zwei getrennten Räumen im/am Gehäuse aufgenommen und werden dann beide Komponenten in einen Innenraum des Gehäuses eingebracht, um die gewünschte Lösung oder Emulsion des Reiz- oder Kampfstoffes in dem Lösungsgas bereitzustellen. Die Druckerhöhung durch die Druckerzeugungseinrichtung findet dann in diesem Innenraum des Gehäuses statt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckerzeugungseinrichtung so ausgebildet und angeordnet, dass sie die Druckerhöhung direkt in dem gemeinsamen oder dem ersten/zweiten Innenraum des Gehäuses erzeugt. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Druckerzeugungseinrichtung so ausgebildet und angeordnet, dass sie auf einen bewegbaren Kolben wirkt, um die Druckerhöhung in dem gemeinsamen Innenraum oder dem ersten/zweiten Innenraum des Gehäuses durch eine Volumenreduzierung des Innenraums zu erzeugen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Druckerzeugungseinrichtung eine pyrotechnische Ladung auf, deren Zündung die Druckerhöhung im Innern des Gehäuses bewirkt. Vorzugsweise weist die Druckerzeugungseinrichtung einen Verzögerungszünder zum Zünden der pyrotechnischen Ladung auf. Der Verzögerungszünder ist bevorzugt ein Verzögerungszünder, wie er dem Fachmann auch bei Handgranaten bekannt ist.
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Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines Wurfkörpers zum Verteilen von Reiz- oder Kampfstoffen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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2 eine schematische Schnittdarstellung eines Wurfkörpers zum Verteilen von Reiz- oder Kampfstoffen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Handwurfkörpers zum Verteilen von Reiz- oder Kampfstoffen gemäß der Erfindung dargestellt.
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Der Handwurfkörper weist ein im Wesentlichen zylindrisches, rohrförmiges Gehäuse 10 mit einer zentralen Längsachse 48 auf. Die eine Stirnseite 11 des Gehäuses (links in 1) ist geschlossen ausgebildet, die andere Stirnseite des Gehäuses (rechts in 1) ist durch einen Gehäusedeckel 12 fluiddicht verschlossen. Das Gehäuse 10 und der Gehäusedeckel 12 sind beispielsweise aus Aluminium, Duraluminium oder Edelstahl gefertigt.
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Im Innern des Gehäuses 10 ist ein gemeinsamer Innenraum 14 definiert, in dem sowohl ein Reiz- oder Kampfstoff (z. B. CS) als auch ein Lösungsgas (z. B. R 413 A) in seinem flüssigen Aggregatszustand (d. h. unter einem Druck von z. B. etwa 30 bar oder mehr) aufgenommen sind/werden. In dem Gehäusedeckel 12 ist zu diesem Zweck wenigstens eine Einfüllöffnung 16 vorgesehen, welche nach dem Befüllvorgang fluiddicht verschlossen wird. Außerdem ist der Gehäusedeckel 12 fest und fluiddicht mit dem Gehäuse 10 verbunden, beispielsweise durch eine umlaufende Schweiß- oder Lötverbindung. Das Gehäuse 10 ist so fluiddicht geschlossen und weist insbesondere keine Ventile oder dergleichen potenzielle Leckagestellen auf.
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Das Gehäuse 10 hat in seiner geschlossenen Stirnseite 11 einen so genannten Öffnungsabschnitt 20. Der Öffnungsabschnitt 20 ist im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltet und im Wesentlichen konzentrisch zur Längsachse 48 des Gehäuses 10 ausgerichtet. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Öffnungsabschnitt 20 durch eine im Wesentlichen kreisringförmige Sollbruchstelle, zum Beispiel in Form einer Materialschwächung, Einkerbung oder dergleichen, gebildet. Alternativ kann der Öffnungsabschnitt 20 zum Beispiel auch durch ein dichtes Verschließen (Verkleben, Verschweißen oder dergleichen) einer vordefinierten Öffnung in der Stirnseite 11 des Gehäuses 10 zum Beispiel durch eine Berstscheibe gebildet werden.
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Wenn der Druck im Innern des Gehäuses 10 bzw. im gemeinsamen Innenraum 14 den Berstdruck des Öffnungsabschnitts 20 erreicht oder übersteigt, so wird eine im Wesentlichen kreisförmige Platte aus der Stirnseite 11 des Gehäuses ausgestanzt und es entsteht eine entsprechende, vordefinierte Öffnung in der Gehäusewandung. Durch diese Öffnung strömt dann das Lösungsgasgemisch aus dem gemeinsamen Innenraum 14, welches unter Druck steht, schlagartig aus. Im Fall von R 413 A als Lösungsgas strömt das Lösungsgasgemisch zum Beispiel mit einem Druck von etwa 35 bar und mehr aus dem geöffneten Öffnungsabschnitt 20 aus.
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Da es technisch nahezu unmöglich ist, mehrere Öffnungsabschnitte 20 so zu realisieren, dass sie exakt zeitgleich öffnen, ist der Wurfkörper der Erfindung vorzugsweise nur mit genau einem solchen Öffnungsabschnitt 20 versehen.
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Um zu verhindern, dass der frei positionierte Wurfkörper beim schlagartigen Austreten des Lösungsgasgemisches aus dem geöffneten Öffnungsabschnitt 20 aufgrund einer entsprechend hohen Rückstoßkraft zu einem rückstoßbeschleunigten Geschoss und damit zu einer unerwünschten Gefahr für die Umgebung wird, ist bei dem Wurfkörper der Erfindung ein so genannter Rückstoßneutralisator vorgesehen, der diese Rückstoßkraft vermindert oder sogar neutralisiert.
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Dieser Rückstoßneutralisator wird gebildet durch ein weiteres Gehäuseteil 22, welches angrenzend an die geschlossene Stirnseite 11 des Gehäuses 10 angeordnet ist. Das weitere Gehäuseteil 22 ist entsprechend dem Gehäuse 10 geformt, d. h. hat in diesem Fall eine im Wesentlichen zylindrische Form und ist koaxial zum Gehäuse 10 ausgerichtet. Das weitere Gehäuseteil 22 ist fest mit dem Gehäuse 10 verbunden; dies kann dauerhaft oder lösbar realisiert sein, zum Beispiel mit einer Schweißverbindung 26, wie in 1 angedeutet.
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Im montierten Zustand definiert das weitere Gehäuseteil 22 einen weiteren Innenraum 24, der an den Öffnungsabschnitt 20 des Gehäuses 10 angrenzt, sodass das Lösungsgasgemisch bei geöffnetem Öffnungsabschnitt 20 aus dem gemeinsamen Innenraum 14 des Gehäuses 10 in diesen weiteren Innenraum 24 des weiteren Gehäuseteils 22 strömt.
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In der umlaufenden Mantelfläche des zylindrischen weiteren Gehäuseteils 22 sind wenigstens zwei Ausströmöffnungen 28 ausgebildet. Das in den weiteren Innenraum 24 strömende Lösungsgasgemisch wird in dem weiteren Gehäuseteil 22 zu diesen Ausströmöffnungen 28 umgeleitet und strömt durch diese in unterschiedlichen Richtungen aus dem Wurfkörper aus.
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Wie in 1 veranschaulicht, sind die wenigstens zwei Ausströmöffnungen 28 zum Beispiel paarweise einander gegenüber liegend positioniert und haben einen im Wesentlichen gleich großen Öffnungsquerschnitt, sodass sich die Rückstoßkräfte, welche durch das aus diesen mit einem immer noch hohen Druck austretende Lösungsgas in den unterschiedlichen Raumrichtungen bewirkt werden, möglichst aufheben. Im Ergebnis bleibt der Wurfkörper trotz des mit hohem Druck ausströmenden Lösungsgasgemisches an seinem Ort.
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Vorzugsweise hat das weitere Gehäuseteil 22 eine größere Anzahl von Ausströmöffnungen 28, die im Wesentlichen gleichmäßig, d. h. mit im Wesentlichen gleichen Winkelabständen entlang der Mantelfläche verteilt sind. Die Summe der Öffnungsquerschnitte aller Ausströmöffnungen 28 wird an die Menge und die Art des jeweiligen Lösungsgasgemisches, an die Größe des Öffnungsabschnitts 20 und an die umgelenkten Strömungswege im weiteren Innenraum 24 des weiteren Gehäuseteils 22 angepasst.
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In einem Ausführungsbeispiel hat das Gehäuse 10 einen Durchmesser von etwa 60 mm und eine Länge von etwa 100 mm, hat der Öffnungsabschnitt 20 einen Durchmesser von etwa 25 mm, und haben die insgesamt acht Ausströmöffnungen 28 jeweils einen Durchmesser von etwa 6 mm.
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Im Auslieferungszustand des Wurfkörpers ist der Druck im gemeinsamen Innenraum 14 des Gehäuses 10 deutlich unterhalb des Berstdruckes des Öffnungsabschnitts 20. Außerdem ist der gemeinsame Innenraum 14 des Gehäuses 10 durch den Gehäusedeckel 12 dicht verschlossen. Eine Leckage der Reiz- oder Kampfstoffe und des Lösungsgases aus dem Gehäuse ist so vermieden.
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Zum Erzeugen des notwendigen Überdrucks im gemeinsamen Innenraum 14 des Gehäuses 10 ist der Wurfkörper mit einer Druckerzeugungseinrichtung ausgestattet, welche den erhöhten Druck unmittelbar in dem gemeinsamen Innenraum 14 erzeugt.
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Wie in 1 dargestellt, weist der Gehäusedeckel 12 eine in den Innenraum 14 hinein ragende Gehäuseausnehmung 30 auf. Diese Gehäuseausnehmung 30 ist beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet und konzentrisch zur Längsachse 48 des Gehäuses 10 ausgerichtet. In dieser Gehäuseausnehmung 30 ist eine pyrotechnische Ladung 32 (Sprengstoff, etc.) aufgenommen, welche bei einer Detonation die Gehäuseausnehmung 30 in den Innenraum 14 öffnet bzw. aufreißt und den Druck im Innenraum 14 erhöht.
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Zum Zünden dieser pyrotechnischen Ladung 32 weist die Druckerzeugungseinrichtung ferner einen Zünder 34 auf. Dieser Zünder 34 ist bevorzugt – ähnlich wie bei Handgranaten üblich – als ein Verzögerungszünder ausgebildet. Außerdem ist der Verzögerungszünder 34 in diesem Ausführungsbeispiel in die Gehäuseausnehmung 30 hinein geschraubt 36. Alternativ kann er auch eingepresst werden oder eingesteckt und fixiert werden.
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Auf den Zünder 34 ist in an sich bekannter Weise ein Zünderkopf 38 gesetzt, der den Zünder 34 zum Beispiel mit einem Zündstift oder -bolzen auslöst und zum Beispiel mit einem Splint gesichert ist.
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Bei einer Betätigung des Zünders 34 wird zunächst die in den gemeinsamen Innenraum 14 des Gehäuses 10 hinein ragende pyrotechnische Ladung 32 gezündet. Durch die Zündung der pyrotechnischen Ladung 32 reißt die Gehäuseausnehmung 30 auf und werden Explosionsgasdruck, Explosionswärme und Explosionsschockwelle erzeugt, welche den Druck im gemeinsamen Innenraum 14 des Gehäuses 10 erhöhen. Erreicht der Innendruck im gemeinsamen Innenraum 14 den Berstdruck des Öffnungsabschnitts 20, so öffnet dieser und erzeugt sofort die vordefinierte Öffnung in der Stirnseite 11 des Gehäuses 10.
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Beim Austritt aus dem geöffneten Öffnungsabschnitt 20 des Gehäuses 10 verdampft das Lösungsgas dann schlagartig und expandiert. Die für die Verdampfung notwendige Energie entnimmt das flüssige Lösungsgas der Umgebungsluft. Bei der Expansion des Lösungsgases wird dieses durch die Ausströmöffnungen 28 des weiteren Gehäuseteils 22 radial ausgetragen und werden die diesem beigemischten Reiz- oder Kampfstoffe unter Aufhebung bzw. Verhinderung der Oberflächenspannungen und Kristallstrukturen zusammen mit den Molekülen des Lösungsgases zwangsweise auseinander gerissen, d. h. vereinzelt. Die Lösungsgasexpansion bewirkt so eine Feinstverteilung der Reiz- oder Kampfstoffe unterhalb Tröpfchengröße bzw. Kristallbildung in der Umgebungsluft.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wurfkörpers zum Verteilen von Reiz- oder Kampfstoffen.
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In diesem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 10 einen ersten Innenraum 40 und einen zweiten Innenraum 42 auf, welche durch eine Trennwand 44 voneinander getrennt sind. Die Trennwand 44 ist auf keine spezielle Form, Art und/oder Materialauswahl beschränkt, sie kann beispielsweise auch als Membran ausgebildet sein. In dem ersten Innenraum 40 befinden sich die Reiz- oder Kampfstoffe und in dem zweiten Innenraum 42 befindet sich das flüssige Lösungsgas. Die Reiz- oder Kampfstoffe können in dem ersten Innenraum 40 wahlweise in Pulverform vorliegen oder in einem verflüssigten Gas oder einer Flüssigkeit gelöst sein.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist in der Trennwand 44 zwischen dem ersten Innenraum 40 und dem zweiten Innenraum 42 des Gehäuses 10 eine Ventilvorrichtung 46 oder eine Berstvorrichtung vorgesehen.
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Die Gehäuseausnehmung 30 mit der pyrotechnischen Ladung 32 und dem Zünder 34 ragt in den ersten Innenraum 40 hinein. Bei der Detonation der pyrotechnischen Ladung 32 wird zunächst eine Druckerhöhung in dem ersten Innenraum 40 erzeugt. Durch diese Druckerhöhung im ersten Innenraum 40 wird die Ventilvorrichtung 46 zwischen dem ersten Innenraum 40 und dem zweiten Innenraum 42 geöffnet, sodass die Reiz- oder Kampfstoffe mit Druck in das Lösungsgas im zweiten Innenraum 42 injiziert werden.
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Durch diese Druckinjektion entsteht die gewünschte Emulsion oder Lösung der Reiz- oder Kampfstoffe in dem Lösungsgas im zweiten Innenraum 42 des Gehäuses 10. Durch den weiter steigenden Druck im ersten Innenraum 40 und damit auch im zweiten Innenraum 42 wird schließlich der Innendruck im Gehäuse 10 bis auf den Berstdruck des Öffnungsabschnitts 20 erhöht. Das Austreten des Lösungsgasgemisches durch den geöffneten Öffnungsabschnitt 20 und die Ausströmöffnungen 28 des weiteren Gehäuseteils 22 erfolgt sodann in der oben beschriebenen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
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In einer Variante dieses Ausführungsbeispiels können der erste Innenraum 40 und der zweite Innenraum 42 des Gehäuses 10 auch in umgekehrter Weise genutzt werden. D. h. die Reiz- oder Kampfstoffe befinden sich im zweiten Innenraum 42 und das Lösungsgas ist in den ersten Innenraum 40 gefüllt, bevor die Druckerzeugungseinrichtung die Ventilvorrichtung 46 in der Trennwand 44 öffnet, um das gewünschte Lösungsgasgemisch im Gehäuse 10 bereitzustellen.
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In einer noch weiteren Variante des Ausführungsbeispiels von 2 wird die Trennung zwischen dem ersten Innenraum 40 und dem zweiten Innenraum 42 nicht durch die pyrotechnische Ladung 32 aufgehoben, sondern durch einen separaten Öffnungsmechanismus. Bei Betätigung des Wurfkörpers stellt dieser Öffnungsmechanismus zunächst eine Verbindung zwischen den beiden Innenräumen 40, 42 her, sodass sich die gewünschte Emulsion bzw. Lösung der Reiz- oder Kampfstoffe in dem Lösungsgas bilden kann, bevor die pyrotechnische Ladung 32 die Druckerhöhung in den Innenräumen 40, 42 und damit ein Bersten des Öffnungsabschnitts 20 bewirkt. Bei diesem Prozess muss darauf geachtet werden, dass das Lösungsgas trotz der Volumenerweiterung durch den anderen Innenraum 26 seinen flüssigen Aggregatszustand beibehält, um die spätere Feinstverteilung der Reiz- oder Kampfstoffe in der Umgebungsluft zu gewährleisten.
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Wie in 2 angedeutet, unterscheidet sich der Wurfkörper dieses Ausführungsbeispiels vom ersten Ausführungsbeispiel auch durch die Art der Verbindung zwischen dem Gehäuse 10 und dem weiteren Gehäuseteil 22. Im Ausführungsbeispiel von 2 ist das Gehäuse 10 im Bereich seiner geschlossenen Stirnseite 11 mit einem Außengewinde versehen und ist das weitere Gehäuseteil 22 mit einem Innengewinde versehen, sodass das weitere Gehäuseteil 22 auf das Gehäuse 10 aufgeschraubt werden kann (26').
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Im Übrigen entsprechen Aufbau und Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels von 2 jenen des obigen ersten Ausführungsbeispiels.
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Wie weiter oben erläutert, können in Abwandlungen dieser beiden Ausführungsbeispiele auch anders aufgebaute und funktionierende Druckerzeugungseinrichtungen verwendet werden, um die Druckerhöhung im gemeinsamen Innenraum 14 bzw. ersten und zweiten Innenraum 40, 42 des Gehäuses 10 zu erzeugen. Zum Beispiel können zusätzliche Fluidquellen, bewegbare Kolbenmechanismen, elektrische Systeme, etc. eingesetzt werden.
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Die Erfindung ist weder auf eine spezielle Art von Lösungsgas noch auf eine spezielle Art von Reiz- oder Kampfstoffen eingeschränkt. Auch der Zusatz von Additiven zur Austragungs- und Verteilungsverbesserung ist möglich. Außerdem ist keine Einschränkung auf spezielle Mengen und Mischungsverhältnisse des Lösungsgases und der Reiz- oder Kampfstoffe und ggf. der Additive vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gehäuse
- 11
- geschlossene Stirnseite von 10
- 12
- Gehäusedeckel
- 14
- gemeinsamer Innenraum
- 16
- Einfüllöffnung
- 18
- Verbindung zwischen 10 und 12
- 20
- Öffnungsabschnitt
- 22
- weiteres Gehäuseteil
- 24
- weiterer Innenraum (von 22)
- 26
- Verbindung zwischen 10 und 22
- 28
- Ausströmöffnungen
- 30
- Gehäuseausnehmung
- 32
- pyrotechnische Ladung
- 34
- Zünder, Verzögerungszünder
- 36
- Verbindung zwischen 30 und 34
- 38
- Zünderkopf
- 40
- erster Innenraum
- 42
- zweiter Innenraum
- 44
- Trennwand
- 46
- Ventilvorrichtung
- 48
- Längsachse von 10 und 22
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/025925 A1 [0002, 0007]
