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Die Erfindung betrifft eine explosivstoffhaltige Vorrichtung, die eine Treib- und/oder Effektladung enthält. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Explosivstoffhaltige Vorrichtungen, wie beispielsweise Patronen und Munition für Feuerwaffen sowie pyrotechnische Gegenstände, wie beispielsweise Feuerwerksköper, weisen in der Regel eine feste Hülle auf, in der eine Treib- und/oder Effektladung vorgesehen ist. Als Treibladung wird dabei ein meist explosives Treibmittel verstanden, das bei Aktivierung eine meist explosive chemische Reaktion bewirkt, die entweder die explosivstoffhaltige Vorrichtung insgesamt in eine Bewegungsrichtung antreibt oder nur Teile davon (beispielsweise Projektile). Die Treib- und/oder Effektladung steht dabei mit einem Zündelement in Wirkverbindung, welches bei Betätigen des Zündelementes zum Aktivieren der Treib- und/oder Effektladung eingerichtet ist.
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Bei Patronen, beispielsweise für Handfeuerwaffen, Signalpatronen oder Schrotpatronen, ist das Zündelement in der Regel ein Anzündhütchen, welches mit der Treib- und/oder Effektladung derart in Wirkverbindung steht, dass durch Auslösen des Anzündhütchens eine Explosion durch das meist schwarzpulverhaltige Treibmittel innerhalb der festen Hülle der explosivstoffhaltigen Vorrichtung bewirkt wird, wobei ein oder mehrere an oder in der Patrone vorgesehenen Projektile herausgedrückt werden. Bei einem Feuerwerkskörper als ein Teil eines pyrotechnischen Gegenstandes wird dabei als Zündelement eine Zündschnur verwendet, die meist mithilfe von Feuer angezündet und dann entsprechend die Treib- und/oder Effektladung innerhalb des Feuerwerkskörpers zur Explosion bringt. Hierdurch wird der Feuerwerkskörper in die ausgerichtete Richtung bewegt.
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Nachteil derartiger explosivstoffhaltiger Vorrichtungen besteht darin, dass Materialien verwendet werden, welche die Umwelt über viele Jahre und Jahrzehnte hinweg belasten. So weisen explosivstoffhaltige Vorrichtungen, wie beispielsweise oben beschrieben oft Bestandteile oder Komponenten auf, die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind, das auf natürlichem Wege nur über eine sehr lange Zeit verrottet bzw. abgebaut wird. Durch die Verwendung von explosivstoffhaltigen Vorrichtungen gerade im zivilen Bereich wird somit die Umwelt durch Rückstände dieser explosivstoffhaltigen Vorrichtungen nach dessen Verwendung stark belastet, wenn diese nicht durch die verwendete Person nachträglich der regulären Entsorgung zugeführt wird.
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So weisen beispielsweise Schrotpatronen eine Hülse auf, die oftmals aus einem Kunststoffmaterial hergestellt wird. Wird nach dessen Verwendung die Schrotpatrone aus dem Lauf der Handfeuerwaffe entfernt und nicht fachgerecht entsorgt, verbleibt sie beispielsweise bei der Jagd in der Umwelt und belastet diese. Des Weiteren weisen Schrotpatronen nicht selten einen Schrotbecher auf, in den die Projektile in Form von Schrotkugeln beim Auslösen der Schrotpatrone sicher durch den Lauf geführt werden sollen. Hierdurch kann eine zu starke frühzeitige Streuung der Projektile vermieden werden. Ein solcher Schrotbecher wird dabei aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und ist aufgrund seiner Verwendung nicht dafür geeignet, den Schrotbecher nachträglich vernünftig zu entsorgen, da dieser beim Auslösen der Schrotpatrone innerhalb der Handfeuerwaffe meist mehrere Meter weit aus dem Lauf der Handfeuerwaffe wegfliegt. Je nach Standort kann es dabei nahezu unmöglich werden, diesen aus Kunststoff hergestellten Schrotbecher wiederzufinden und ihn zu entsorgen.
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Auch bei Feuerwerkskörpern, insbesondere Feuerwerksraketen, besteht ebenfalls dieser Nachteil, da auch hier Kunststoffteile der Feuerwerksrakete in der Umwelt verbleiben und diese belasten. Aufgrund des großen Streuradius ist es nahezu unmöglich, derartige Kunststoffteile nach der Verwendung der Feuerwerksrakete wieder einzusammeln.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbessere explosivstoffhaltige Vorrichtung sowie diesbezügliches Herstellungsverfahren anzugeben, das gerade bei der zivilen Nutzung möglichst umweltverträglich ist.
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Die Aufgabe wird mit der explosivstoffhaltigen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie dessen Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Gemäß Anspruch 1 wird eine explosivstoffhaltige Vorrichtung mit einer festen Hülle vorgeschlagen, in der eine Treib- und/oder Effektladung vorgesehen ist. Des Weiteren weist die explosivstoffhaltige Vorrichtung ein Zündelement auf, welches in Wirkverbindung mit der Treib- und/oder Effektladung in der festen Hülle steht und zum Aktivieren der Treib- und/oder Effektladung ausgebildet ist. Bei einer Patrone handelt es sich bei der festen Hülle beispielsweise um eine Hülse, in der eine Treib- und/oder Effektladung vorgesehen ist, um ein an der Spitze der Patrone angeordnetes Projektil in eine Schussrichtung zu befördern. Das Zündelement steht dabei mit der Treib- und/oder Effektladung so in Wirkverbindung, dass durch Betätigen des Zündelementes, beispielsweise in Form eines Anzündhütchens, die Treib- und/oder Effektladung chemisch aktiviert wird und explodiert und dabei das Projektil herausschleudert.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass zumindest ein Bestandteil und/oder eine Komponente der explosivstoffhaltigen Vorrichtung teilweise oder vollständig ein Material hat, welches polymerisiertes Lignin aufweist.
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Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass eine gattungsgemäße explosivstoffhaltige Vorrichtung mindestens ein Bestandteil oder mindestens eine Komponente aufweist, die eben teilweise oder vollständig ein solches polymerisiertes Lignin aufweist. Bei solchen Bestandteilen bzw. Komponenten einer solchen explosivstoffhaltigen Vorrichtung handelt es sich insbesondere um Feststoffkörper, die der explosivstoffhaltigen Vorrichtung ihre Form verleihen oder eine formgebende bzw. strukturelle Aufgabe erfüllen. Hierbei ist insbesondere nicht gemeint, dass diese Bestandteile oder Komponenten die Treib- und/oder Effektladung meinen oder andere explosive Stoffe der explosivstoffhaltigen Vorrichtung. Vielmehr sind unter den Bestandteilen und Komponenten, welches aus einem polymerisierten Lignin bestehen oder ein solches zumindest teilweise aufweisen, all jene Bestandteile und Komponenten gemeint, die eine stützende formgebende Funktion haben. Es handelt sich bei den Bestandteilen und Komponenten somit insbesondere um formfeste Körper.
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Polymerisiertes bzw. polymeres Lignin ist dabei ein plastifizierbares Material, welches ein natürliches Polymer auf der Basis von Lignin ist. In der Regel ist ein solches polymerisiertes bzw. polymeres Lignin thermoplastisch verformbar und kann so in die gewünschte Form gebracht werden, wobei es nach dem Aushärten formfest ist. Das Material liegt dabei beispielsweise in Pulverform als Pellets vor und kann durch Einwirkung von thermischer Energie plastifiziert werden, damit es in die gewünschte Form gebracht werden kann.
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Das polymere Lignin kann durch verschiedene Verfahren aus natürlichen Ressourcen isoliert werden, wie beispielsweise durch Zellstoffaufschlussverfahren. Das polymere bzw. polymerisierte Lignin liegt somit in isolierter Form vor und wird dann ggf. mit Naturfasern und anderen Stoffen zu einem plastifizierbaren Material verarbeitet.
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Als Ausgangspunkt wird somit ein Material gewählt, dessen Matrix aus isolierten Lignin besteht bzw. ein solches isoliertes Lignin aufweist, das beispielsweise bei der Herstellung von Zellstoff und Papier aus den unterschiedlichsten Zellstoffaufschlussverfahren anfällt. Da Lignin ein Naturstoff ist, der einerseits Holzeigenschaften hat und andererseits hinsichtlich der Herstellung und der Formfestigkeit dem eines Kunststoffwerkstoffes vergleichbar ist, können somit explosivstoffhaltige Vorrichtungen hergestellt werden, deren strukturelle und/oder formfeste Bestandteile und/oder Komponenten aus einem solchen naturnahen Werkstoff gebildet sind, wodurch die Beeinträchtigung der Umwelt bei der Verwendung derartiger explosivstoffhaltiger Vorrichtungen deutlich reduziert wird. Denn ein solches Bauteil, welches aus einem polymerisierten bzw. polymeren Lignin hergestellt wurde, belastet die Umwelt deutlich weniger, da ein solches Bauteil, hergestellt aus einem solchen naturnahen Werkstoff, in der Umwelt verrottet. Ein solches Bauteil wird demzufolge auf natürlichem Wege abgebaut und somit auch auf natürlichem Wege recycelt.
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Dabei wurde erkannt, dass Bestandteile bzw. Komponenten einer solchen explosivstoffhaltigen Vorrichtung aus einem solchen plastifizierbaren Material auf Basis von polymerisiertem bzw. polymerem Lignin hergestellt werden können, ohne dass eine solche explosivstoffhaltige Vorrichtung hierdurch Nachteile erleidet. Vielmehr wurde erkannt, dass Bauteile, die in der explosivstoffhaltigen Vorrichtung als formfeste und/oder strukturelle Komponenten Anwendung finden, ohne Funktionsbeeinträchtigung mit der Treib- und/oder Effektladung zusammenwirken können. Dies ist insbesondere deshalb überraschend, da der naturnahe Werkstoff auf Basis von polymerisiertem bzw. polymerem Lignin mit hohen Temperaturen bei der Aktivierung der Treib- und/oder Effektladung in Berührung kommt und in der Regel nicht feuerfest oder hitzebeständig ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die feste bzw. formfeste Hülle der explosivstoffhaltigen Vorrichtung das polymerisierte Lignin auf oder besteht aus diesem ganz oder teilweise, so dass die formfeste Hülle nach Verwendung der explosivstoffhaltigen Vorrichtung in der Umwelt verbleiben kann, nicht gesondert entsorgt werden muss und auf natürlichem Wege abgebaut werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der explosivstoffhaltigen Vorrichtung um eine Patrone (beispielsweise um eine Platzpatrone), die ggf. ein oder mehrere Projektile aufweist. Bei einer Platzpatrone ist das Projektil nur angedeutet und nicht echt. Eine solche Patrone kann beispielsweise eine herkömmliche Patrone jeden Kalibers sein, wobei an einem Ende der Patrone ein oder mehrere Projektile vorgesehen sind. Solche Projektile können beispielsweise Einzelprojektile sein, wie sie beispielsweise bei Pistolen und Gewehrmunition zu finden sind, bei den Projektilen kann es sich aber auch um Schrotkugeln handeln, die Bestandteil einer Schrotpatrone sind. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Patrone als explosivstoffhaltige Vorrichtung mindestens ein strukturelles und/oder formfestes Bauteil, mindestens einen strukturellen und/oder formfesten Bestandteil und/oder mindestens eine strukturelle und/oder formfeste Komponente aufweist, die aus einem solchen polymerisierten bzw. polymeren Lignin besteht oder ein solches polymerisiertes oder polymeres Lignin aufweist (mindestens teilweise).
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So ist es beispielsweise denkbar, dass die Patrone als formfeste Hülle eine Hülse hat, die aus einem solchen polymerisierten bzw. polymeren Lignin besteht oder ein solches polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist.
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Denkbar ist ebenfalls, dass im Inneren der Patronenhülle bzw. Patronenhülse zwischen der Treib- und/oder Effektladung und dem oder den Projektilen ein Trennelement vorgesehen ist, welches teilweise oder vollständig das polymerisierte Lignin aufweist bzw. aus einem solchen polymerisierten bzw. polymeren Lignin besteht. Dies ist besonders vorteilhaft, da ein solches Trennelement meist vorgesehen ist, um die Projektile von den Treib- und/oder Effektladungen räumlich und stofflich zu trennen, wobei in der Regel ein solches Trennelement, anders als die Hülle bzw. Hülse der Patrone, zusammen mit dem Projektil den Lauf der Feuerwaffe bzw. Handfeuerwaffe verlässt und somit in der Regel auch nicht wieder auffindbar ist. Wurde ein solches Trennelement als ein Bestandteil bzw. eine Komponente einer explosivstoffartigen Vorrichtung aus einem polymerisierten bzw. polymeren Lignin hergestellt und weist somit ein solches polymerisiertes bzw. polymeres Lignin auf, so wird die Beeinträchtigung der Umwelt allein schon deshalb deutlich reduziert, da dieses Trennelement der Patrone auf natürlichem Wege in der Umwelt abgebaut werden kann. Die Umweltverschmutzung mit nicht oder nur sehr schwer abbaubaren Kunststoffprodukten wird somit deutlich reduziert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Patrone um eine Schrotpatrone, wobei das Trennelement ein sogenannter Schrotbecher ist, welcher teilweise oder vollständig das polymerisierte bzw. polymere Lignin aufweist und aus einem solchen hergestellt ist. Ein solcher Schrotbecher ist dabei ein Element, welches die Schrotkugel und die Treib- und/oder Effektladung in der Schrotpatrone voneinander trennt, wobei durch die Becherform eine Senke gebildet wird, in der die Schrotkugeln enthalten sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Schrotkugeln den Lauf der Handfeuerwaffe (Schrotgewehr bzw. Flinte) gemeinsam passieren, so dass die Austreibrichtung der Schrotkugeln stabilisiert und die Streuung realisiert wird. Da ein solcher Schrotbecher bei der Verwendung einer Schrotpatrone immer auch einige Meter mit aus der Feuerwaffe herausgeschleudert wird, kann ein solcher aus einem polymerisierten bzw. polymeren Lignin hergestellter Schrotbecher in der Umwelt verbleiben, da er auf natürlichem Wege abgebaut wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein, mehrere oder alle Projektile teilweise oder ggf. sogar vollständig aus dem polymerisierten Lignin hergestellt sind, so dass die Projektile teilweise oder vollständig ein solches polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweisen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Kugelgeschosse verwendet werden, die herkömmlicherweise eine Kunststoffspitze aufweisen. Eine solche Kunststoffspitze kann nun aus einem polymerisierten bzw. polymeren Lignin hergestellt werden und kann ebenfalls auf natürlichem Wege in der Umwelt abgebaut werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der explosivstoffhaltigen Vorrichtung um einen pyrotechnischen Gegenstand, beispielsweise einen Feuerwerkskörper (Feuerwerksrakete).
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Dabei ist es denkbar, dass dieser pyrotechnische Gegenstand in Form eines Feuerwerkskörpers eine Hülle hat, in der die Treib- und/oder Effektladung des Feuerwerkskörpers vorgesehen ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn diese Hülle des Feuerwerkskörpers ebenfalls teilweise oder vollständig aus dem polymerisierten Lignin hergestellt und ein solches polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist.
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Denkbar ist aber auch, dass die meist in Flugrichtung am vorderen Ende des Feuerwerkskörpers angeordnete Kappe aus einem solchen polymerisierten bzw. polymeren Lignin besteht bzw. einen solchen Werkstoff aufweist, um auch hier die Umweltbelastung zu reduzieren, da diese Kappen in der Regel aus einem unverrottbaren Kunststoffmaterial hergestellt werden.
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Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit dem Verfahren gemäß Anspruch 10 erfindungsgemäß gelöst, wobei gattungsgemäß vorgesehen ist, dass eine explosivstoffhaltige Vorrichtung mit einer formfesten Hülle, einer Treib- und/oder Effektladung sowie einem Zündelement hergestellt wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass mindestens ein Bestandteil bzw. mindestens eine Komponente bzw. mindestens ein Bauteil der explosivstoffhaltigen Vorrichtung aus einem plastifizierbaren Material hergestellt wird, welches polymerisierbares bzw. polymeres Lignin enthält.
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Somit ist es vorteilhaft, wenn die Hülle der explosivstoffhaltigen Vorrichtung, ein Trennelement, einen Schrotbecher, Teile eines Projektils oder ein anderes formfestes und/oder strukturelles Bauteil einer solchen explosivstoffhaltigen Vorrichtung aus einem polymerisierbaren bzw. polymeren Lignin hergestellt wird.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 - Schematische Schnittdarstellung durch eine Schrotpatrone;
- 2 - Schematische Schnittdarstellung durch eine Feuerwerksrakete.
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1 zeigt einen Schnitt durch eine Schrotpatrone 10. Im Ausführungsbeispiel der 1 weist die Schrotpatrone 10 eine zylinderförmige Hülse 11 auf, die am unteren Ende eine Bodenkappe 12 hat. Die Bodenkappe 12 ist meist aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise Messing, gebildet. Im oberen, der Bodenkappe 12 gegenüberliegenden Ende der Hülse 11 ist ein Sternverschluss 13 vorgesehen, der in der Regel Sollbruchstellen aufweist, damit der Inhalt der Schrotpatrone 10 entweichen kann.
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Im Bereich der Bodenkappe 12 ist im Inneren der Hülse 11 der Schrotpatrone 10 eine Treibladung 14 vorgesehen, die mit einem Zündelement bzw. einem Zündhütchen 15 in Wirkverbindung steht. Wird das Zündelement 15 betätigt, beispielsweise durch einen Bolzen einer Handfeuerwaffe, so wird die Treibladung 14 aktiviert, woraufhin eine chemische Reaktion ausgeführt wird, die zu einer enormen Volumenvergrößerung führt.
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Unterhalb des Sternverschlusses 13 ist in der Hülse 11 des Weiteren die Schrotladung 16 vorgesehen, die aus einer Mehrzahl von einzelnen Schrotkugeln 17 besteht. Die Schrotkugeln 17 sind dabei Projektile im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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Als Trennelement zwischen der Schrotladung 16 und der Treibladung 14 ist ein Schrotbecher 18 vorgesehen, der auf der einen Seite in Wirkverbindung mit der Treibladung 14 steht und auf der anderen Seite einen becherförmigen Körper 19 ausbildet, in dem die Schrotladung 16 vorgesehen ist.
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Über das Zündelement 15 wird die Treibladung 14 aktiviert, woraufhin der Schrotbecher 18 aus der Hülse 11 durch Aufbrechen des Sternverschlusses 13 herausbefördert wird. Nach Verlassen des Laufes verliert dabei der Schrotbecher schnell an Geschwindigkeit, woraufhin die Schrotladung 16 mit den Schrotkugeln 17 alleine weiterfliegen.
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Erfindungsgemäß kann nun vorgesehen sein, dass die Hülse 11 aus einem plastifizierbaren Material hergestellt ist, das ein polymerisierbares bzw. polymeres Lignin enthält. Die Hülse 11 als ein Bestandteil bzw. Bauelement der Schrotpatrone 10 hat somit ein Material, welches ein polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Schrotbecher 18 teilweise oder vollständig aus einem polymerisierbaren bzw. polymeren Lignin hergestellt ist, so dass der Schrotbecher 18 ein Material hat, welches ein polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist.
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Hierdurch wird es möglich, dass der Schrotbecher 18 nach der Verwendung der Schrotpatronen nicht mehr gesucht und eingesammelt werden muss, da er aufgrund der Verwendung eines Materials aus polymerisiertem bzw. polymerem Lignin auf natürlichem Wege in kürzester Zeit abgebaut wird.
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2 zeigt eine Feuerwerksrakete 20 als ein Ausführungsbeispiel für einen pyrotechnischen Gegenstand, bei dem ein oder mehrere Bestandteile bzw. Bauteile aus einem Material gebildet sind, das ein polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist.
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Die Feuerwerksrakete 20 weist zunächst einen hülsenförmigen Körper 21 auf, indem die Effektladung 22 enthalten ist. Am unteren Ende des hülsenförmigen Grundkörpers 21 ist ein Ladungskörper 23 angeordnet, der die Treibladung 24, eine Trennladung 25 sowie eine Zerlegeladung 26 enthält. Am unteren Ende des Ladungskörpers 23 ist eine Zündschnur 27 als Zündelement angeordnet, um die Treibladung 24 zu aktivieren.
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Am oberen Ende der Feuerwerksrakete 20 befindet sich eine Kappe 28, die in der Regel eine kegelförmige oder runde Form im Querschnitt hat und die Feuerwerksrakete 20 am oberen Ende begrenzt.
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Erfindungsgemäß kann nun vorgesehen sein, dass der Ladungskörper 23, der in der Regel hülsenförmig ist, aus einem Material hergestellt ist, das polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist. Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der hülsenförmige Körper 21 ebenfalls aus einem Material gebildet ist, das ein polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist. Schließlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die obere Kappe 28, die in der Regel aus einem Kunststoffmaterial gebildet wird, aus einem Material gebildet ist, das ein polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist.
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Schließlich weist die Feuerwerksrakete 20 in der dargestellten Ausführungsform einen Leitstab 29, der zur Flugstabilisierung und für einen besseren Abschuss der Rakete dient. Erfindungsgemäß ist es ebenfalls denkbar, dass ein solcher Leitstab 29 einer Feuerwerksrakete 20 aus einem Material hergestellt ist, das ein polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist.
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Nicht selten haben Feuerwerksraketen, ähnlich wie richtige Raketen, Heckflossen zur Stabilisierung, wobei auch hier erfindungsgemäß vorteilhaft ist, wenn diese Heckflossen ebenfalls aus einem Material gebildet sind, das ein polymerisiertes bzw. polymeres Lignin aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 10 -
- Schrotpatrone
- 11 -
- Hülse
- 12 -
- Bodenkappe
- 13 -
- Sternverschluss
- 14 -
- Treibladung
- 15 -
- Zündelement
- 16 -
- Schrotladung
- 17 -
- Schrotkugeln
- 18 -
- Schrotbecher
- 19 -
- becherförmiger Körper des Schrotbechers
- 20 -
- Feuerwerksrakete
- 21 -
- hülsenförmiger Grundkörper der Feuerwerksrakete
- 22 -
- Effektladung
- 23 -
- Ladungskörper
- 24 -
- Treibladung
- 25 -
- Trennladung
- 26 -
- Zerlegeladung
- 27 -
- Zündschnur
- 28 -
- Kappe
- 29 -
- Leitstab
