DE2710383C3 - Verfahren zur Herstellung eines pyrotechnischen Schallsignals - Google Patents

Description

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß soviel der als Brennstoffe verwendeten Schwermetallsalze eingesetai: wer- μ den, daß de;en Anteil am Brennstoff 0,5 bis 50% beträgt, vorzugsweise jede°h 5-25%.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzlicher Oxydator Schwermetalloxide und -nitrate des Kupfers, i*> Bleis, Mangans, Eisens, Kobalts und Nickels verwendet werden, vorzugsweise Nickeloxid,, Manganoxide, Kupferoxide, Bleioxide und Bleinitrat.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß soviel der als Oxydator ver- w wendeten Schwermetallsalze eingesetzt werden, daß der Anteil am Oxydator 0,5-70% t^trä^t, vorzugsweise jedoch 1-20%.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen Abmessungen der Vertiefung so gewählt werden, daß die anfängliche Abbrandoberfläche während des Abbrands gleichbleibt oder zunimmt.

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Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Schallsignal mit definierter Frequenz und überlegener akustischer Wahrnehmbarkeit zur Schadvögelbckämpfung, als militärisches Signal und als neuer Effekt ;i,u Be- *>ο lustigungszwecken im Groß- und Kleinfeuerwe;rk, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Die Schallerzeugung durch pyrotechnische Mischungen umfaßt den gesamten hörbaren Bereich, wobei die Reaktionsgeschwindigkeit der pyrolechnisehen Sätze und die mechanische Anordnung für den Frequenzbereich, die Intensität und die Dauur der Schallerzeugung maßgebend sind.

So ist es bekannt, unverdichtete Leichtmetall-Oxydator-Mischungen innerhalb von Millisekunden zur Umsetzung zu bringen. Der dabei entstehende, kurzzeitig wahrnehmbare intensitätsstarke Knall, wird in der militärischen Pyrotechnik in einer Vielfalt vo.i Simulatoren, die das Geräusch des originalen Geräts oder Vorgangs darstellen sollen, ausgenutzt. Weiterhin existieren Schallmeß-, Notsignal- und Alarmpatronen mit Knallsignalen. Die Intensität solcher Signale ist hoch und liegt bei einer Meßentfernung von 10 m je nach Größe des Gerätes bei 100-170 dB {A). Der Nachteil der Knallsignale ist ihre kurze Dauer, die vor allem bei größerem Abstand zum Beobachter leicht zur Überdeckung durch andere, zufällig auftretende Schallquellen führen kann.

Es ist weiterhin bekannt, Pfeiftöne durch pyrotechnische Sätze aus Alkali- und Erdalkalinitraten, -chloraten und -perchloraten gemischt mit Gallussäure, Alkalisalzen der Benzoe- und Salizylsäure, des Dinitrophenols und der Pikrinsäure zu erzeugen.

Bei der Umsetzung dieser, oszillierend abbrennenden, verpreßten Sätze werden je nach Länge der über dem Satz stehenden restlichen Hülse, der sogenannten Resonanzstrecke, Pfeiftöne mit Frequenzen bis ca. 6000 Hz erzeigt. Im Gegensatz zu Knallsignalen, bei denen sich der Frequenzbereich des Schalls nur wenig beeinflussen läßt, ist bei den Pfeifsignalen die Frequenz des Pfeiftons neben der Resonanzstrecke eine Funktion der Abbrandgeschwindigkeit und des Durchmessers.

Die Frequenzen werden höher mit größerer Abbrandgeschwindigkeit und werden niedriger mit längeren Resonanzstrecken und größerem Durchmesser.

Die bei pyrotechnischen Pfeifen beobachteten Frequenzen liegen sehr häufig zwischen 2000 und 5000 Hz.

Es ist weiterhin bekannt, pyrotechnische Sätze aus Erdalkaliperchloraten und Polyacrylsäureestern herzustellen, die mit einstellbarer f/equenz abbrennen und dabei Schall erzeugen, der sich bei niedrigen Folgefrequenzen als Knall, bei höheren als Rauschen niedriger Intensität wahrnehmen läßt. Die möglichen Frequenzen in diesen Systemen liegen zwischen 0,5 und 1000 Hz.

Die Nachteile solcher Sätze sind ihre äußerst komplizierte und aufwendige Herstellung, die langwierige Polymerisationsvorgänge neben der Verwendung von explosiven, wenig stabilen Verbindungen notwendig machen.

In der Schadvögelbekämpfung, auf Flugplätzen und im Obst- und Weinbau wurden bisher sowohl Knallcls auch Pfeifpatronen verwendet.

Dabei hat es sich gezeigt, daß mit zunehmender Dauer der Bekämpfung eine Gewöhnung der Vögel an die bisher verwendeten Mittel zu beobachten ist, da die erzeugten Frequenzen verhältnismäßig niedrig und gleichförmig sind.

Bessere Wirkungen hat man mit pyrotechnischen Brummern erzielt, die breitbandige Frequenz-Gemische von 5.QQ-4QQQ Hz erzeugen,

Pyrotechnische Brummer sind in ihrer Herstellung jedoch sehr aufwendig und vor allem durch ihre nicht bestimmbare Flugbahn gefährlich in der Handhabung. Außerdem sind zum Abschuß verhältnismäßig aufwendige Abschußvorrichtungen notwendig.

Ziel der vorliegenden Erfindung war es nun, ein pyrotechnisches Schallsignal zu schaffen, das sowohl als militärisches Signal höhere Intensität und Laut-

stärke bei längerer Wahrnehmungsdauer aufweist, als auch zur Schadvögelbekämpfung im Frequenzbereich der Angstschreie von z. B. Staren liegt, sowie in militärischen Simulatoren und als neuartiger Effekt im Groß- und Kleinfeuerwerk zu verwenden ist.

Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß einem Brennstoff/Oxydator-Gemisch aus an sich bekannten Alkalisalzen der Benzoe- oder Salizylsäure mit ebenfalls bekannten Oxydatoren aus Alkali- und Erdalkalinitraten, -chloraten und -perchloraten, zusätzlich Brennstoffe aus Schwermetallsalzen anorganischer und/oder organischer Säuren und Schwermetal !oxide und/oder -nitrate verwendet werden, diese Sätze in Hülsen gepreßt werden, und daß mit einem entsprechend geformten Stempel nachträglich oder gleichzeitig eine Vertiefung zylindrischer, sternförmiger, quaderförmiger, jedoch vorzugsweise konischer Form angebracht wird, wobei die Vertiefung mittig und außermittig angebracht sein kann. Geeignet Salze anorganischer oder organischer Säuren als erfindungsgemäße Brennstoffkomponenten sind Blei- und Kupfersalze der Kohlensäure, Oxalsäure.. Ameisen- und Essigsäure, vorzugsweise jedoch basische und neutrale Blei- und Kupfersalze der aromatischen Carbonsäuren, wie Benzoe-, Salizyl-, Resorcyl- und Gallussäure.

Geeignete Schwermetalloxide oder -nitrate als erfindungsgemäße Oxydatorkomponenten sind die des Kupfers, Bleis, Mangans, Eisens, Kobalts und Nickels, vorzugsweise jedoch Nickeloxid, Manganoxide, wie Mn₃O₄, MnO₂, Kupferoxide, wie Cu₂O und CuO, Bleioxide, wie PbO₂ und Pb₃O₄. Mögliche Mischungsverhältnisse zwischen Oxydator und Brennstoff sind 50-85% Oxydator und 15-50% Brennstoff, vorzugsweise jedoch 25-30% Brennstoff und 70-75% Oxydator. Der Anteil der Schwermetallsalze am Oxydator beträgt 0,5-70%, vorzugsweise jedoch 1-20%. Der Anteil der Schwermetallsalze am Brennstoff beträgt 0,5-50%, vorzugsweise jedoch 5-25%.

Ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung ist weiterhin, daß Durchmesser und Länge der Vertiefung so gewählt werden, daß die anfängliche Abbrandoberflache während des Abbrands gleichbleibt oder zunimmt. (Neutraler oder progressiver Abbrand.) Nimmt die Fläche während des Abbrands wesentlich ab, wird die Intensität der niederfrequenten Grundschwingung soweit abgeschwächt, daß schließlich nur noch die hochfrequenten Schwingungen zu hören sind.

Zwei Beispiele ertindungsgemäßer Gegenstände sind in den Abb. 1 und 2 dargestellt.

Abb. \ zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gegenstand, worin Position 1 ein erfindungsgemäßer pyrotechnischer Satz, Position 2 eine Anfeuerung, Position 3 eine konische Vertiefung und Position 4 eine Hülse ist;

Abb. 2 ist ein Querschnitt eines Preßkörpers, indem 1 der erfindungsgemäße pyrotechnische Satz, 4 die Hülse und 5 die sternförmige Vertiefung darstellt. Die Mantelfläche der Vertiefung wird zweckmäßig so gewählt, daß sie der zylindrischen Mantelfläche des Preßlings entspricht. Auf diese Weise bleibt die Abbrandoberfläche annähernd gleich.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gegenstände besitzen folgende vorteilhaften Eigenschaften:

1. Es werden Knatt:;rtöne mit einer einstellbaren Grundfrequenz von 20-300 Hz erzeugt, deren Intensität etwa einer Verdoppelung der Lautstärke herkömmlicher pyrotechnischer Pfeifen gleichen Kalibers entspricht.

2. Die Grundfrequenz ist von einem intensitätsschwächerem Frequenzgemisch unterlegt, das für den Höreindruck bestimmte Frequenzen bis 8000 Hz enthält.

Bei herkömmlichen pyrotechnischen Pfeifen liegen die für den Höreindruck maßgebenden Freqaenzen zwischen 2000 und 4000 Hz.

3. Die niederfrequente Grundschwingung ist durch den Anteil der Schwermetallsalze im Brennstoff und Oxydator einstellbar.

Zum Beispiel sind Grundfrequenzen von ca. 300 Hz durch teilweisen Ersatz von Kaliumperchlorat durch Bleidioxid möglich, während Frequenzen von 20-40 Hz durch den teilweisen Ersatz von Kalium berazoat durch Kupfersalizylat erreicht werden.

Es liegt nahe, daß sich durch den völlig neuartigen Geräuscheffekt vielfältige Anwenuangsmöglichkeiten ergeben. So ist z. B. die akustische Wahrnehmbarkeit auf größere Entfernungen wesentlich besser als bei Pfeif- und Knallpatronen gleichen Kalibers.
Die Wirkung gegen Schadvögel ist wegen der vergleichsweise hochfrequenten, intensitätsstarken Schwingungen, die mit niederfrequenten Knalltönen kombiniert sind, außerordentlich.

Schließlich stehen zu Belustigungszwecken vielfältige Kombinationsmöglichkeiten offen.

So ist es möglich, durch Anbringung der Vertiefung in dem der Anzündstelle entgegengesetzten Teil des Preßlings, das Schallsignal mit einem Pfeifton beginnen zu lassen und während des Fluges in den erfin-Jj dungsgemäßen Effekt überzuführen.

In der Abb. 3 ist diese Möglichkeit dargestellt. Position 1 ist ein erfindungsgemäßer pyrotechnischer Satz, 2 eine Anfeuerung, 3 eine der Anzündstelle gegenüberliegende konische Vertiefung, 4 eine Hülse, ■ίο 6 ein Pfeifsatz, 7 eine Verschlußkappe, die aus Pappe, Kunststoff oder Metall sein kann.

Weiterhin ist es möglich, als Primärsätze schnellbrennende Gold- und Silberfunkensätze, Funkensätze mit Geräuscheffekten und Leuchtsätze mii verschiedenen Farben zu verwenden.

Dabei entstehen anfänglich effektvolle Schweif- und Farbeffekte, die in gewisser Entfernung vom Betrachter in den intensiven, erfindungsgemäßen Geräuscheffekt übergehen oder aber man verwendet den μ erfindungsgemäßen Effekt am Anfang und gebraucht als Sekundärsatz einen der bekannten Färb- oder Funkensätze.

Es ist ein Kennzeichen der Erfindung, daß sich die

erfindungsgemäßen Gegenstände sowohl aus Signal- und Schreckschußwaffen mit Schießbechervorsatz als auch aus Rohren, z. B. im Groß- und Kleinfeuerwerk verschießen lassen.

Weiterhin ist es möglich, den erfindungsgemäßen Gegenstand mit einer an sich bekannten Anzündung bo in Form einer Stoppine, eines Reibkopfes, einer Sicherheitszündschnur und eines Zündpapieres zu versehen und den Gegenstand als nichtfliegenden Effekt im Bereich des Bodenfeuerwerks zu verwenden.

Ein Beispiel ist in der Abb. 4 dargestellt. Darin

_b5 ist 1 ein erfindungigemäßer pyrotechnischer Satz, 2 eine Anfeuerung, 3 eine konische Vertiefung, 4 eine Hülse, 8 eine Schwarzpulverstoppine, 9 eine Stoppinenbefestigung.

Beispiel 1

Es wurde ein herkömmlicher Pfeifsatz aus 70% Kaliumoperchlorat und 30% Kaliumbenzoat und ein erfindungsgemäßer Satz aus 65% Kaliumperchlorat, 5% PbO₂ und 20% Kaliumbenzoat und 10% Kupfersalizylat hergestellt und in Papphülsen von IS mm Durchmesser verpreßt. In den erfindungsgemäßen Satz wurde gleichzeitig eine konische Vertiefung mit einem Basiswinkel von 60° und einer Höhe von 15 mm eingepreßt. Die Resonanzstrecke betrug in beiden Fällen 30 mm.

Die Gegenstände wurden abgebrannt und mit einem Frequenzanalysator die Intensität und Frequenz bestimmt. Die Ergebnisse sind in Abb. 5 dargestellt.

Wenn man 80 dB als Grundlage für brauchbare Intensitäten nimmt, so liegt die für den Hörbarkeitseindruck bestimmende Frequenz bei der herkömmlichen Pfeife zwischen 2000 und 4000 Hz (Kurve A), während der erfindungsgemäße Gegenstand einen we- sentlich breiteren Bereich, etwa 900-8000 Hz, bei höherer Intensität aufzuweisen hat.

Beispiele

~> Inder Abb. 6 sind die Oszillogramme des Pfeifsatzes (1) aus Beispiel 1 und eines erfindungsgemäßen Satzes, bestehend aus 10% Pb-Salizylat, 20% Kaliumsalizylat, 20% Bleinitrat und 50% Kaliumperchlorat (2), mit einer zylindrischen Vertiefung von 5 mm ^ln Durchmesser und 15 mm Tiefe dargestellt.

Meßentfernungen und -einstellungen, Kaliber und Resonanzstrecke waren gleich.

Die Abbildungen zeigen deutlich die bei dem erfindungsgemäßen Satz auftretende intensitätsstarke nieι j derfrequente Grundschwingung von ca. 50 Hz, dieeiner hochfrequenten Grundschwingung, deren Intensität etwa der herkömmlichen Pfeife entspricht, überlagert ist.

Dielntensität der Grundschwingung ist etwa dop- -ⁿ pelt so hoch wie die der überlagerten Schwingung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

20 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines pyrotechnischen Schallsignals mit einstellbarer Freque nz und hoher Intensität unter Verwendung von Alkalisalzen der Benzoe- oder Salizylsäure als Brennstoffe sowie Alkali- und Erdalkalinitraten, -chlij>raten, -perchloraten als Oxydatoren, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Brennstoffe aus to Schwermetallsalzen anorganischer und/oder organischer Säuren und Schwermetalloxidil· und/ oder -nitrate als zusätzliche Oxydatoren vierwendet werden, die Mischungen in Hülsen gepreßt werden und daß mit einem entsprechend geformten Stempel nachträglich oder gleichzeitig eine Vertiefung zylindrischer, sternförmiger, quaderförmiger, jedoch vorzugsweise konischer Form angebracht wird, wobei die Vertiefung mittig oder außermittig sein kann.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff Blei- und Kupfersalze der Oxalsäure, Ameisensäure und Essigsäure, vorzugsweise basische und neutral: Blei- und Kupfersalze aromatischer Carbonsäuren, wie Benzoe-, Salizyl-, Gallussäure und Resorcji!säure verwendet werden.