DE102018128921A1

DE102018128921A1 - Verfahren zum Ausbringen eines Explosivstoffs und Vorrichtung

Info

Publication number: DE102018128921A1
Application number: DE102018128921.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Kockel
Original assignee: Heinrich Hirdes GmbH
Current assignee: Heinrich Hirdes GmbH
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-05-20
Also published as: EP3861278B1; PL3861278T3; WO2020099679A1; EP3861278A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbringen eines Explosivstoffs (3) aus einer Umhüllung (2) eines großformatigen Kampfmittels (1), insbesondere einer Abwurfmunition, mit Auftrennen der Umhüllung (2) in einem Bereich eines maximalen Durchmessers (DM).Um eine bekannte Vorrichtung weiterzubilden, um damit auch ein entsprechendes Verfahren unter Erschließung weiterer Kosten- und Effizienz-Potentiale bei erhöhter Sicherheit und vereinfachter Handhabung großformatiger Kampfmittel noch effizienter zu gestalten, wird vorgeschlagen, dass die Umhüllung (2) an einem Übergang in einen zylindrischen Abschnitt (4) als Trennebene (S) aufgeschnitten und die sich eine ergebende Öffnung des Abschnitts (4, 5) über einer einen Aufnahmeraum (13) öffnenden Ausnehmung (12) gehalten wird, wobei die Umhüllung (2) des Abschnitts (4, 5) unter gleichmäßiger Drehung von einer Induktionsspule (11) überstrichen wird, um den Explosivstoff (3) zum Ausbringen aus der Umhüllung (2) ausreichend thermisch zu erweichen und definiert in den Aufnahmeraum (13) zu verbringen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbringen eines Explosivstoffs aus einem großformatigen Kampfmittel, insbesondere aus Abwurfmunition, und eine Vorrichtung zu dessen Umsetzung.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Ansätze zur Kampfmittelbeseitigung bekannt. Aufgrund der mit ca. 60°C bis etwa 85°C vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkte sind bekannte Explosivstoffe anfänglich durch Erwärmen der Kampfmittel in einem Wasserbad oder durch Wasserdampf verflüssigt und nachfolgend aus einer metallischen Umhüllung ausgetragen bzw. ausgegossen worden.
Ein Verfahren mit einer Vorrichtung zur Minimierung der Gefährdung von Menschen und Material sowie zur Senkung der Kosten ist z.B. in der DE 101 29 016 A1 offenbart. Hier wird eine Umhüllung an einem größten Querschnitt eines mit Explosivstoff gefüllten Innenraums der metallischen Umhüllung aufgetrennt. Die Teile des zerschnittenen Kampfmittels werden dann über ein temperiertes Wasserbad oder trocken in einem Ofen induktiv soweit erwärmt, dass ein Block aus Explosivstoff zumindest in einem Kontaktbereich mit der Umhüllung an- oder aufgeschmolzen ist und der Block aus Explosivstoff in Richtung des größten Querschnitts aus der Umhüllung unter Wirkung der Schwerkraft herausrutschen oder herausgestoßen werden kann. Eine Kontamination von Hilfsstoffen, wie z.B. Wasser oder Wasserdampf, konnte damit vermieden werden.
Aus der WO 2014 054 007 A1 ist ein Verfahren zum Entleeren von explosivem Material aus einer Munitionshülle bekannt mit den Schritten:

* Bilden einer ausreichend großen Öffnung durch Auftrennen an einem Ende der Umhüllung, z.B. durch Entfernen eines Bodens;
* Entlüften des gegenüberliegenden Endes der Umhüllung,
* Aufhängen der Umhüllung an dem gegenüberliegenden Ende und
* Erwärmen der Umhüllung durch Leiten eines hochfrequenten Wechselstroms durch eine die Umhüllung nach Art eines Ofens umgebende Induktionsspule,
* wobei der Umhüllung Wärme zugeführt wird, um das explosive Material soweit zu erweichen, dass es unter der Wirkung der Schwerkraft aus der Umhüllung herausfällt.

Bekannte Ansätze sind augenscheinlich nur für Granaten kleinerer Kaliber konzipiert worden. Granaten weisen ein gegenüber Abwurfmunition vergleichsweise geringes Gewicht bei kleinerem Kaliber auf und enthalten auch deutlich geringere Mengen an explosiven Materialien. Schon von daher sind die Ansätze für eine Anwendung auf großformatige Kampfmittel, wie insbesondere Abwurfmunition, wenig geeignet.
Für die Beseitigung großformatiger Abwurfmunition wird heute nach einer Entschärfung regelmäßig ein mechanisches Zersägen des auch mehr als 1 m langen Kampfmittels mit ca. 12 bis zu über 20 Schnitten vorgesehen, üblicherweise unter Verwendung einer Bandsäge. So werden mit einem Explosivstoff gefüllte Scheiben als Abschnitte der Umhüllung erhalten, die in einzelnen Portionen unter Einhaltung maximaler Abmessungen in einem Hochtemperaturofen thermisch entsorgt werden können. Dieser Vorgang ist unter genauer Beachtung von Gefahrgut- und Umweltschutzvorgaben durchzuführen. Ein solcher Prozess einer Beseitigung kann schon für das Zerschneiden etwa zwei bis drei Tage in Anspruch nehmen. Ein bekannter Hochtemperaturofen benötigt schon aufgrund von restriktiven Mengenbeschränkungen auf ca. 1 kg Explosivstoff je Brennvorgang für die anschließende Verbrennung mit Nachbehandlung der Abgase ca. 1 Woche. Alternativ dazu werden aber auch heute Kampfmittel nach ihrer Entschärfung einfach gesprengt, ohne dass dabei besondere Umweltschutzauflagen eingehalten werden könnten.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, eine bekannte Vorrichtung weiterzubilden, um damit auch ein entsprechendes Verfahren unter Erschließung weiterer Kosten- und Effizienz-Potentiale bei erhöhter Sicherheit und vereinfachter Handhabung großformatigen Kampfmittel zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das Verfahren zum Ausbringen eines Explosivstoffs oder eine Mischung mehrerer Explosivstoffe aus einer Umhüllung eines großformatigen Kampfmittels, insbesondere einer Abwurfmunition, mit Auftrennen der Umhüllung in einem Bereich eines maximalen Durchmessers dadurch gekennzeichnet ist, dass die Umhüllung an einem Übergang in einen zylindrischen Abschnitt aufgetrennt und die sich eine ergebende Öffnung des Abschnitts über einer einem Aufnahmeraum öffnenden Ausnehmung gehalten wird, wobei die Umhüllung des Abschnitts unter gleichmäßiger Drehung von einer Induktionsspule überstrichen und die Erwärmung überwacht wird, um den Explosivstoff zum Ausbringen aus der Umhüllung ausreichend thermisch zu erweichen und definiert in den Aufnahmeraum zu verbringen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst demnach über ein Öffnen durch Auftrennen der Umhüllung in einem Bereich eines maximalen Durchmessers hinaus folgenden Schritte:

• Auftrennen der Umhüllung an einem Übergang in einen zylindrischen Abschnitt;
• Fixieren des sich so ergebenden Abschnitts über einer einen Aufnahmeraum öffnenden Ausnehmung;
• gleichmäßiges Drehen der Umhüllung des Abschnitts mit
• Überstreichen einer Induktionsspule zum überwachten thermischen Erweichen des in Kontakt mit der Umhüllung stehenden Explosivstoffs soweit, dass es zum Ausbringen des Explosivstoffs aus der Umhüllung ausreichend ist und
• ein definiertes Verbringen des Explosivstoffs in den Aufnahmeraum.

Damit wird ein von seiner Größe und Masse an Explosivstoff her kaum sicher handhabbares Kampfmittel erfindungsgemäß in mindestens zwei Teile geschnitten. Diese Teile sind gegenüber Granaten weiterhin vergleichsweise groß und werden unter drehender Bewegung von einer Induktionsspule an der metallischen Umhüllung soweit gezielt und durch eine auf einer Überwachung des Induktionsverfahrens aufbauenden Regelung erwärmt, so dass ein angrenzender Explosivstoff soweit erweicht wird, dass der Explosivstoff durch eine Öffnung hin aus der Umhüllung heraus definiert in einen Aufnahmeraum verbracht werden kann. Das Verfahren zielt also durch das Erweichen darauf ab, dass nur eine dünne Schicht das Explosivstoffs in einen gleitfähigen Zustand versetzt wird, um den Explosivstoff von einer Innenwandung der Umhüllung trennen bzw. lösen zu können.
Eine neuartige Art der Erwärmung wird durch eine punkt-, linien- oder auf einen kleineren Bereich der Umhüllung beschränkte, induktiv bewirkte Erwärmung mit fortschreitender spiralförmiger Verschiebung dieser Erwärmungsstelle über die Umhüllung mit dem Ziel einer ausreichenden thermischen Erweichung des in Kontakt mit der Umhüllung stehenden Explosivstoffs vorgeschlagen. Aufgrund einer generell guten Wärmeleitfähigkeit der i.d.R. aus einem Eisenmaterial bestehenden Umhüllung kann schon noch einem Zyklus mit einer mehr oder weniger vollständigen Überstreichung der Umhüllung durch einen nachfolgend noch konkret anhand von Ausführungsbeispielen beschriebenen Induktors eine deutliche und recht homogene Erwärmung der Umhüllung erzielt werden, die eine thermische Erweichung des an die Umhüllung angrenzenden Explosivstoffs hervorruft. Sollte zwischen der Umhüllung und dem Explosivstoff ein Phlegmatisator, z.B. Paraffin, Kreatin o.ä., verwendet worden sein, so erweicht sich auch dieser in den genannten Temperaturfenster ausreichend.
Zudem wird der zumindest erweichte Explosivstoff nicht mehr aus der geöffneten Umhüllung herausrutschen oder herunterfallen gelassen, sondern definiert in einen Aufnahmeraum verbracht. Unter einer definierten Verbringung wird im Rahmen dieser Erfindung insbesondere ein weitgehend von Erschütterungen freier Transport verstanden. Es ist gerade bei Abwurfmunition als wichtig erkannt worden, Maßnahmen gegen mechanische Beanspruchung des Explosivstoffs zu ergreifen, da z.B. Alterungserscheinungen und/oder chemische Veränderungen eine Instabilität des Explosivstoffs bewirkt haben können. Durch undefinierbare mechanische Beanspruchungen könnte eine Umsetzung des Explosivstoffs hervorgerufen werden.
Dementsprechend bildet eine Vorrichtung zum Ausbringen von Explosivstoffen aus einer Umhüllung eines großformatigen Kampfmittels, insbesondere einer Abwurfmunition eine Lösung der vorstehend genannten Aufgabe, wobei die Vorrichtung einen Dreheinrichtung umfasst, der mit einer Öffnung über einer einem Aufnahmeraum vorgesehen ist, und zur fixierenden Aufnahme eines Abschnitts eines Kampfmittels unter gleichmäßiger Drehung ausgebildet ist, sowie einen Roboterarm mit einer Induktionsspule, der zum berührungslosen Überstreichen einer Oberfläche des Abschnitts und definierten Verbringung des entnommenen Sprengstoffs in einen Aufnahmeraum ausgebildet ist. Damit verzichtet die beschriebene Vorrichtung auf einen geschlossenen Induktionsofen und zeigt damit bei erhöhter Effizienz und Betriebssicherheit einen sehr kompakten Aufbau.
Ein Kern einer solchen Vorrichtung ist die Konzentration auf eine im Wesentlichen linienförmige oder kleinflächige induktive Erwärmungszone der Umhüllung, die durch die Dreheinrichtung in Kombination mit der durch den Roboterarm gebildeten Positionierungseinheit oberflächlich auf einer Spiralbahn über die Umhüllung des betreffenden Abschnitts bewegt wird. Eine derartige Induktionsvorrichtung weist insgesamt weniger Gewicht als ein das Kampfmittel umschließender induktiver Erwärmungsofen auf, der i.d.R. für jede Bauform eines großformatigen Kampfmittels passend anzufertigen und bereitzustellen ist. Eine erfindungsgemäße Lösung weist durch Einsatz eines Roboterarms zudem den Vorteil einer einfachen und grundsätzlich an jede Bauform großformatiger Kampfmittel flexibel anpassbaren Vorrichtung vergleichsweise geringer Abmessung und verminderten Gewichts auf. Eine derartige Vorrichtung kann als transportable Einheit ausgeführt mit geringem Aufwand an nahezu jeden Ort verbracht werden.
Ein weiterer Kern einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung liegt darin, dass hier konkrete Mittel zum definierten Verbringen des Explosivstoffs vorgesehen sind. Erschütterungen durch Herabfallen des Explosivstoffs und damit einhergehenden Gefahren werden damit effektiv vermieden. Damit wird eine Betriebssicherheit einer Vorrichtung deutlich erhöht.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Demnach wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein in einem Ausgangszustand in der Ausnehmung einer Drehvorrichtung angeordneter Absenkteller zur definierten Überführung des Explosivstoffs in den Aufnahmeraum verwendet. Dieses Sicherheitsmittel fügt sich vorteilhafterweise nahtlos in eine Haltvorrichtung sowie eine Drehvorrichtung für einen Abschnitt eines Kampfmittels ein, ohne einen ErwärmungsVorgang stören zu können. Neben einem Erreichen einer Mindesttemperatur der Umhüllung und damit durch Wärmeleitung auch angrenzender Bereiche des Explosivstoffs zum ausreichenden Erweichen desselben kann nun z.B. in einer Weiterbildung der Erfindung auch eine Zunahme eines auf den Absenkteller einwirkenden Gewichts, das durch ein Lösen des Explosivstoffs aus der Umhüllung hervorgerufen wird, als Regelgröße zum definierten Absenken des Absenkteller in den Aufnahmeraum hinein verwendet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die sich durch die Schnittebene ergebende Öffnung des Abschnitts mit ihrer Symmetrie- bzw. Mittelachse parallel zur Wirkungsrichtung der Schwerkraft über einer einem Aufnahmeraum öffnenden Ausnehmung gehalten. Damit kann sich der Explosivstoff auch rein unter Wirkung der Schwerkraft senkrecht aus der Umhüllung herauslösen.
Vorteilhafterweise wird als Trennebene ein Übergang der Umhüllung in einen zylindrischen Abschnitt mit maximalem Durchmesser gewählt, sodass größere Hinterschneidungen in einem Innenraum der Umhüllung vermieden werden, die ein frühzeitiges Herausrutschen des darin enthaltenen Explosivstoffs behindern oder verzögern könnten. Vorzugweise werden zwei Trennebenen zur Bildung von drei Abschnitten eines Kampfmittels verwendet. Damit ergeben sich aus einem Kampfmittel regelmäßig ein zylindrischer Abschnitt und zwei kegelstumpfförmige Abschnitte der Endbereiche deutlich reduzierten Gewichts, die in angepasster Weise zur Entfernung des jeweils darin enthaltenen Explosivstoffs behandelt werden.
Vorzugsweise wird eine einem jeweiligen Typ des Kampfmittels sowie einer Art eines Abschnitts angepasste Induktionsspule verwendet. Damit ist eine optimale Anpassung an eine jeweilige Form eines Abschnitts der Umhüllung bei Minimierung eines Abstandes einer jeweiligen Induktionsspule zu einer Oberfläche der Umhüllung zur Intensivierung und Optimierung der Einwirkung der magnetischen Induktion gegeben. Auch kann so eine Anpassung in elektrischer Hinsicht durch diese auswechselbaren Induktionsspulen realisiert werden.
In einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung wird die Induktionsspule unter Verwendung eines Roboterarms positioniert. Schon unter Verwendung eines zwei oder drei Achsen aufweisenden Roboterarms kann jeder Punkt an einer Außenkontur der jeweiligen Umhüllung schnell und genau erreicht werden. Derartige Roboterarme sind heute in den beschriebenen Anforderungen angepasster Größe und mechanischer Belastbarkeit mit entsprechenden Steuerungs- und Regelungsvorrichtungen schon verbreitet am Markt erhältlich. Vorzugsweise wird eine Führung der Induktionsspule über eine Kamera überwacht und geregelt. Hierdurch kann die Induktionsspule berührungsfrei und unter möglichst geringem Abstand einer jeweiligen Außenkontur folgend über die Umhüllung bewegt werden. Hierdurch können eine induktive Erwärmung und auch ein Einsatz elektrischer Energie optimiert werden.
In einem Ausführungsbeispiel wird eine jeweilige Oberflächentemperatur über Wärme- oder Wärmebild-Sensoren erfasst. Dadurch ist eine Temperatur auch aus einem sicheren Abstand schnell und berührungsfrei messbar. Ein Überstreichen insbesondere unzureichend erwärmter Regionen kann damit bis zum Erreichen eines Zielwertes unter gleichmäßiger Drehung des Abschnitts wiederholt werden.
Eine Vorrichtung zum Ausbringen eines Explosivstoffs aus einer Umhüllung eines großformatigen Kampfmittels, wie eine Abwurfmunition, weist zur Umsetzung eines Verfahrens mit einem oder mehreren der vorstehenden Merkmale eine Dreheinrichtung und einen Roboterarm mit einer Induktionsspule sowie Mittel zum definierten Verbringen des Explosivstoffs aus der Umhüllung in den Aufnahmeraum auf. Die Mittel zum definierten Verbringen des Explosivstoffs sind als mit der Dreheinrichtung korrespondierender Absenkteller ausgebildet, der in den Aufnahmeraum hinein absenkbar ist.
Vorzugsweise weist die Dreheinrichtung als Drehteller ausgeführt radial verschiebliche Klemmbacken zur Fixierung eines jeweiligen Abschnitts auf. Die Klemmbacken geben eine Öffnung frei, durch die der Explosivstoff auch rein unter Wirkung der Schwerkraft aus der Umhüllung heraus unter definierter Führung in eine Auffangkammer gleiten kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dreheinrichtung zum Antrieb über eine Außenverzahnung mit einem Schrittmotor verbunden, der z.B. im Bereich des Roboterarms vorgesehene ist. Damit ist eine definierte Drehbewegung des Abschnitts des Kampfmittels in Form eines kompakt bauenden Antriebs zu realisieren.
Besonders bevorzugt ist, dass der Aufnahmeraum mit einem Verpackungsmaterial zum Umschließen des Explosivstoffs ausgekleidet ist. Eine direkt Verpackung des Explosivstoffs in dem Aufnahmeraum mindert u.a. die Gefahr, dass Bestandteile des Explosivstoffs in die Umwelt ausgetreten werden können.
Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile erfindungsgemäßer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:

1: eine Schnittdarstellung eines Kampfmittels unter Andeutung zweier Schnittebenen;
2: eine dreidimensionale Darstellung eines Verfahrens anhand des Kampfmittels von 1
3: eine Schnittdarstellung in einer Ebene III-III von 2 und
4: eine Schnittdarstellung analog der Darstellung von 1 mit Details zu Mittel zum definierten Verbringen des Explosivstoffs aus einer Umhüllung in einen Aufnahmeraum.

Über die verschiedenen Abbildungen hinweg werden für gleiche Elemente oder Verfahrensschritt stets die gleichen Bezugszeichen verwendet. Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend nur ein Einsatz anhand einer großformatigen Abwurfmunition in Form einer nur schematisch wiedergegebenen dünnwandigen 1000 lb Bombe britischer Bauart dargestellt und beschrieben. Es ist aber für den Fachmann offensichtlich, dass in gleicher Weise auch eine Anpassung auf andere Bauformen großformatiger Kampfmittel möglich ist, die allesamt an ihren Umhüllungen einen Übergang in einen zylindrischen Abschnitt mit einem maximalen Durchmesser aufweisen.
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Kampfmittels 1, das um eine Mittelachse M rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Ein durch Befestigungsschrauben an einer metallischen Umhüllung 2 fixiertes Leitwerk L mit Stützblechen, einem Windrad und sonstigen mechanischen Bestandteilen sind hier bereits demontiert, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet. Auch werden Aufhängeösen A zuvor von der Umhüllung 2 des Kampfmittels 1 entfernt. Aus dem verbleibenden Kampfmittel 1 sind die Detonatoren D sowie beispielsweise mit dem Initialsprengstoff Tetryl gefüllten Übertragungsladungen auch schon entnommen worden, so dass ein Explosivstoff 3 aus einem TNT-Gemisch in einer Umhüllung 2 noch durch Halter für einen Detonator und Buchsen für eine Übertragungsladung von der Umgebung getrennt ist.
Die Umhüllung 2 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 4 mit einem für den vorliegenden Typ von Kampfmittel typischen maximalen Durchmesser von 38 cm bis ca. 42 cm, der endseitig jeweils in kegelstumpfförmige Endbereiche 5 ausläuft. An Übergangsstellen des zylindrischen Abschnitts 4 in die kegelstumpfförmigen Endbereiche 5 sind in 1 zwei Schnittebenen S angedeutet. Da der Explosivstoff 3 durch die Halter für die Detonatoren sowie die anschließenden Buchsen für Übertragungsladungen von der Umgebung getrennt ist, reicht ein Schnitt alleine i.d.R. nicht aus, um den Explosivstoff 3 nach ausreichendem thermischem Erweichen aus der Umhüllung 2 herausrutschen zu lassen. Hierfür wäre eine zusätzliche Entlüftungsöffnung notwendig. Diese zusätzliche Entlüftungsöffnung kann durch Entnahme einer der Schnittebene S gegenüberliegende Buchse gebildet werden. Bevorzugt wird es jedoch, in der in 2 angedeuteten Weise in einer zweiten Ebene S zu schneiden, so dass nun mit zwei Schnittebenen S an Übergangsstellen des zylindrischen Abschnitts 4 in die kegelstumpfförmigen Endbereiche 5 drei Abschnitte des Kampfmittels 1 gebildet werden, die separat voneinander gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren von dem jeweils darin enthaltenen Explosivstoff 3 getrennt werden.
2 stellt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens in einer dreidimensionalen Darstellung eines anhand des Kampfmittels 1 von 1 in einem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung V dar. Nach dem Abschneiden eines oder beider kegelstumpfförmigen Endbereiche 5 wird der zylindrische Abschnitt 4 auf eine Dreheinrichtung 6 gestellt und derart fixiert, dass die Mittel- und Symmetrieachse zur Drehachse wird. Hierzu sind auf der als Drehteller ausgebildeten Dreheinrichtung 6 radial 3 bis 4 in radialer Richtung verschiebliche Klemmbacken 7 vorgesehen, die auch einer Anpassung der beschriebenen Vorrichtung V an größere oder kleinere Durchmesser DM der Umhüllung 2 eines jeweiligen Kampfmittels 1 dienen. Diese Klemmbacken 7 sind so ausgebildet, dass die in der Schnittebene S liegende Öffnung des zylindrischen Abschnitts 4 in der Dreheinrichtung 6 zentriert fixiert wird. Ferner weist die Dreheinrichtung 6 als Kreisscheibe eine Außenverzahnung 8 auf, in die ein Schrittmotor 9 als regelbarer Antrieb eingreift. Durch diesen Antrieb wird eine gleichmäßige Drehbewegung der Dreheinrichtung 6 mit dem darin über die Klemmbacken 7 darauf fixierten hier zylindrischen Abschnitt 4 erzeugt.
Die Vorrichtung V umfasst weiterhin einen Roboterarm 10 mit einer Induktionsspule 11. Der Roboterarm 10 ist zum berührungslosen Überstreichen einer Oberfläche des Abschnitts 5 ausgebildet. Insbesondere regelt eine Regelung des Roboterarms 10 stets einen ausreichenden Abstand der Induktionsspule 11 zu einer Oberfläche der jeweiligen Umhüllung 2 ein und gleicht dabei auch etwaige Unrundheiten oder einen Achsversatz aus, d.h. einen Versatz der Mittelachse M gegenüber einer Drehachse der Dreheinrichtung 6 oder eine Winkelabweichung durch ein leicht verkipptes Einsetzen des zu behandelnden Abschnitts in der Dreheinrichtung 6. Dazu umfasst der Roboterarm 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens drei Achsen, wobei heutige Standard-Roboter i.d.R. als 6-Achs-Roboter ausgeführt sind. Es können aber einem jeweiligen Anwendungsfall entsprechend angepasste Roboterarme 10 anderer Bauarten vorgesehen werden, wie z.B. ein 2-achsiger Roboterarm 10 mit linearem Schiebelager, oder aber ein Roboterarm 10 mit eine gekrümmt statt linear verschieblichen Teil-Arm. Hierdurch können Gewicht und Bauraum eingespart werden, was beispielsweise bei einer Auslegung einer Vorrichtung V als mobile Anlage wichtig sein kann.
In jedem Fall wird die mit einem hochfrequenten Strom HF gespeiste Induktionsspule 11 durch den Roboterarm 10 in einem möglichst geringen Abstand d unter Überwachung durch eine nicht weiter dargestellte Kameraeinrichtung über die Oberfläche der metallischen Umhüllung 2 des Abschnitts 4 geführt, wobei der Abschnitt 4 durch die Dreheinrichtung 6 konstant gedreht wird. Durch die Induktionsspule 11 fließt ein Strom von ca. 60 A bei einer Spannung von etwa 100 V und einer Frequenz von ca. 6 bis etwa 10 kHz, was z.B. in Abhängigkeit einer jeweiligen Wandstärke der vorliegenden Umhüllung 2 zur Erzeugung einer optimalen Eindringtiefe von induzierten Wirbelströmen einstellbar ist. Eine Erwärmung der als Kupferrohr mit geschlossenem rechteckigem Querschnitt ausgebildeten Induktionsspule 11 selber wird in nicht weiter dargestellter Weise durch eine Wasserkühlung ausreichend entgegengewirkt, ohne dass eine Erwärmung der Umhüllung 3 beeinträchtigt würde.
Eine gleichmäßige Verschiebung der Induktionsspule 11 erzeugt damit eine in 2 angedeutete Spiralbahn über der Oberfläche der Umhüllung 2, deren Ganghöhe g durch die Geschwindigkeit der Drehbewegung sowie der Verschiebung der Induktionsspule 11 durch den Roboterarm 10 einstellbar ist. Die angedeutete Spirale kann mehrfach komplett oder auch nur abschnittsweise durchlaufen werden. Eine entsprechende Ansteuerung des Roboterarms 10 erfolgt dadurch, dass eine jeweilige Oberflächentemperatur über nicht weiter dargestellte Wärmebild-Sensoren erfasst und ein Überstreichen insbesondere unzureichend erwärmter Regionen bis zum Erreichen eines Zielwertes unter gleichmäßiger Drehung des Abschnitts 4 durch die Induktionsspule 11 an dem Roboterarm 10 wiederholt wird. Dieses Verfahren ist von einer Größe und Außenform eines Abschnitts eines Kampfmittels unabhängig und entsprechend leicht und flexible anpassbar durchführbar. Das Ziel dieses Verfahrens ist es, eine möglichst gleichmäßige Erwärmung der metallischen Umhüllung 2 des Abschnitts 4 zu erzielen, die zu einem hinreichenden Erweichen des an die Umhüllung 2 angrenzenden Explosivstoffs 3 oder Phlegmatisator und damit zu einem Lösen des Explosivstoffs 3 aus der Umhüllung 2 führt. Hierzu werden einem jeweiligen Typ des Kampfmittels 1 sowie Art eines Abschnitts 4, 5 angepasste Induktionsspule 11 verwendet. Auch wird ein hochfrequenter Strom HF durch die Induktionsspule 11 entsprechend eingestellt.
In der Dreheinrichtung 6 ist der zylindrische Abschnitt 4 so fixiert, dass er über einer Ausnehmung 12 angeordnet ist. Mit Erreichen eines ausreichenden Temperaturbereichs über die gesamte Oberfläche der Umhüllung 2 hinweg wird der an die Umhüllung 2 angrenzende Explosivstoff 3 soweit erweicht, dass der Explosivstoff 3 schon unter Wirkung der Schwerkraft fast vollständig aus der Umhüllung 2 heraus und durch die Ausnehmung 12 hineindurch in einem hier nur angedeuteten Aufnahmeraum 13 hinein rutscht, um definiert in den Aufnahmeraum 13 verbracht zu werden. Dort findet eine Weiterverarbeitung statt, insbesondere eine Verpackung zum sicheren Weitertransport, wie nachfolgend noch anhand der Zeichnung beschrieben wird.
3 zeigt eine Schnittdarstellung in einer Ebene III-III von 2, um mögliche Ausformungen der Induktionsspule 11 anzudeuten. Wie schon in 2 angedeutet, so bildet eine Induktionsspule 11 in diesem Ausführungsbeispiel keine um eine Schnittfläche des Kampfmittels 1 geschlossene Schleife mit leicht vergrößertem Durchmesser zur Sicherstellung eines Mindestabstands für einen Luftspalt zwischen der Induktionsspule 11 und der metallischen Umhüllung 2 des Kampfmittels 1. Das magnetischen Wechselfeld $\vec{B}$
dieser Induktionsspule 11 steht über den Abstand d zwischen der Umhüllung 2 und der 11 Induktionsspule 11 im Wesentlichen senkrecht zu der Außenfläche der metallischen Umhüllung 2. Dazu umschließt die Induktionsspule 11 jeweils nur einen Bogen eines schmalen Kreissegments, wie anhand eines Winkels α in 3 angedeutet. Dieser Winkel α beträgt hier zwischen ca. 30° bis etwa 180°. Kleinere Winkel α eignen sich dabei besser für einen Einsatz über weitere Bereiche der maximalen Durchmesser DM der Abschnitte 4, 5.
4 zeigt als Schnittdarstellung analog der Darstellung von 1 Details zu einem Mittel zum definierten Verbringen des Explosivstoffs 3 aus einer Umhüllung 2 in den unter der Dreheinrichtung 6 vorgesehenen Aufnahmeraum 13. Demnach ist dieses Mittel als ein mit der Ausnehmung 12 der Dreheinrichtung 6 korrespondierender und in den Aufnahmeraum 13 hinein schieblicher Absenkteller 14 ausgebildet. Wenn der Explosivstoff 3 im Kontakt mit der Umhüllung 2 ausreichend thermisch erweicht ist, sinkt der Explosivstoff 3 aus der Umhüllung 2 auf den Absenkteller 14. Eine auf den Absenkteller 14 einwirkende Gewichtskraft erhöht sich, was ein Zeichen für eine Regelung darstellt, den Absenkteller 14 langsam in den Aufnahmeraum 13 hinein abzusenken. Dabei ist über den Aufnahmeraum 13 und den Absenkteller 14 hinaus ein Verpackungsmaterial 15 vorgesehen, in dem der Explosivstoff 3 im Zuge des Absenkens in den Aufnahmeraum 13 hinein automatisch eingeschlagen wird. Dieses Verpackungsmaterial 15 kann ab dem Moment, wo Explosivstoff 3 aus der Umhüllung 2 vollständig entnommen ist, in einfacher Weise geschlossen werden. Damit ist die Umwelt durch das Verpackungsmaterial 15 vor dem Einfluss des Explosivstoffs 3 in dem Sinne geschützt, dass keine Teile davon verloren gehen oder in sonstiger Weise die Umwelt kontaminieren können.
Nach einer Beendigung des Ausbringens des Explosivstoffs 3 aus der Umhüllung 2 sind regelmäßig nur geringe Restmengen des Explosivstoffs 3 als dünnschichtige Anhaftungen an den Metallteilen der Umhüllung 2 vorhanden. Zu deren Beseitigung sind u.a. thermische Verfahren bekannt. Eine weitere Behandlung der Teile der Umhüllung 2 als kontaminierter metallischer Schrott ist schon aufgrund der kleinen anhaftenden Mengen von Explosivstoff 2 auch mit Blick auf die Umweltsicherheit deutlich weniger kritisch und kann daher in kürzerer Zeit durchgeführt werden, als eine thermische Umsetzung großer Explosivstoff-Mengen, wie sich nach dem Stand der Technik noch vorgenommen werden.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung V zeichnet sich im Verhältnis zu den dadurch behandelbaren großformatigen Kampfmittel 1 durch ein gegenüber dem Stand der Technik deutlich geringes Gewicht, niedrigeren Energieaufwand sowie eine effizientere und sicherer Handhabung des aus einer jeweiligen Umhüllung 2 zu entfernenden Explosivstoff 3 bis in den Aufnahmeraum 13 hinein aus.
Bezugszeichenliste

1: Kampfmittel
2: metallische Umhüllung
3: Explosivstoff
4: zylindrischer Abschnitt mit maximalem Durchmesser DM
5: kegelstumpfförmiger Endbereich
6: Dreheinrichtung
7: radial verschiebliche Klemmbacke
8: Außenverzahnung
9: Schrittmotor
10: Roboterarm
11: Induktionsspule
12: Ausnehmung im Zentrum der Dreheinrichtung 6
13: Aufnahmeraum
14: Absenkteller
15: Verpackungsmaterial
α: Winkel der Induktionsspule 11 als Kreissegment
A: Aufhänge-Öse an der 2 metallischen Umhüllung 2
: Magnetfeld
d: Abstand zwischen Umhüllung 2 und Induktionsspule 11
D: Detonator
DM: maximaler Durchmesser
g: Ganghöhe der Spiralkurve der Induktionsspule 11 über der metallische Umhüllung 2 des Abschnitts 4, 5
HF: durch die Induktionsspule 11 fließender hochfrequenter Strom
L: gesamtes Leitwerk des Kampfmittels 1
M: Mittelachse / Symmetrielinie
S: Schnittebene / Trennebene
V: Vorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10129016 A1 [0003]
WO 2014054007 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Ausbringen eines Explosivstoffs (3) aus einer Umhüllung (2) eines großformatigen Kampfmittels (1), insbesondere einer Abwurfmunition, mit Auftrennen der metallischen Umhüllung (2) in einem Bereich eines maximalen Durchmessers (DM), wobei die Umhüllung (2) zur Erweichung des angrenzenden Explosivstoffs (3) durch Induktion erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (2) an einem Übergang in einen zylindrischen Abschnitt (4) als Trennebene (S) aufgeschnitten und die sich eine ergebende Öffnung des Abschnitts (4, 5) über einer einen Aufnahmeraum (13) öffnenden Ausnehmung (12) gehalten wird, wobei die Umhüllung (2) des Abschnitts (4, 5) unter gleichmäßiger Drehung von einer Induktionsspule (11) überstrichen und die Erwärmung überwacht wird, um den Explosivstoff (3) zum Ausbringen aus der Umhüllung (2) ausreichend thermisch zu erweichen und definiert in den Aufnahmeraum (13) zu verbringen.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Ausgangszustand in der Ausnehmung (12) einer Drehvorrichtung (6) angeordneter Absenkteller (14) zur definierten Überführung des Explosivstoffs (3) in den Aufnahmeraum (13) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine sich ergebende Öffnung des Abschnitts (4,5) mit einer Symmetrieachse (M) parallel zur Wirkungsrichtung der Schwerkraft über einer den Aufnahmeraum (13) öffnenden Ausnehmung (12) gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als eine Trennebene (S) ein Übergang in einen zylindrischen Abschnitt (4) mit maximalem Durchmesser (DM) gewählt wird, wobei vorzugsweise zwei Trennebenen (S) zur Bildung von drei Abschnitten (4, 5) eines Kampfmittels (1) gebildet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine einem jeweiligen Typ des Kampfmittels (1) sowie Art eines Abschnitts (4, 5) angepasste Induktionsspule (11) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (11) unter Verwendung eines Roboterarms (10) positioniert wird, wobei eine Führung der Induktionsspule (11) an dem Roboterarm (10) vorzugweise über eine Kamera überwacht und geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Oberflächentemperatur der metallischen Umhüllung (2) über Wärmebild-Sensoren erfasst und ein Überstreichen insbesondere unzureichend erwärmter Regionen bis zum Erreichen eines Zielwertes unter gleichmäßiger Drehung des Abschnitts (4,5) wiederholt werden.
Vorrichtung (V) zum Ausbringen eines Explosivstoffs (3) aus einer Umhüllung (2) eines großformatigen Kampfmittels (1), insbesondere einer Abwurfmunition, zur Umsetzung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) eine Dreheinrichtung (6) umfasst, die mit einer Ausnehmung (12) über einem an den Explosivstoff angepassten Aufnahmeraum (13) vorgesehen ist, wobei die Dreheinrichtung (6) zur fixierenden Aufnahme eines Abschnitts (4, 5) des Kampfmittels (1) unter gleichmäßiger Drehung ausgebildet ist, sowie einen Roboterarm (10) mit einer Induktionsspule (11), der zum berührungslosen Überstreichen einer Oberfläche des Abschnitts (4,5) ausgebildet ist, und Mittel zum definierten Verbringen des Explosivstoffs (3) aus der Umhüllung (2) in den Aufnahmeraum (13) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum definierten Verbringen des Explosivstoffs (3) als mit der Dreheinrichtung (6) korrespondierender Absenkteller (14) ausgebildet sind, der in den Aufnahmeraum (13) hinein absenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (6) als Drehteller mit radial verschieblichen Klemmbacken (7) unter Freigabe der Öffnung (12) im Zentrum der Dreheinrichtung (6) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (6) zum Antrieb über eine Außenverzahnung (8) mit einem Schrittmotor (9) im Bereich des Roboterarms (10) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (13) mit einem Verpackungsmaterial (15) zum Umschließen des Explosivstoffs (3) ausgekleidet ist.