DE3031369A1

DE3031369A1 - Pyrotechnische ladung

Info

Publication number: DE3031369A1
Application number: DE19803031369
Authority: DE
Inventors: Friedmar 6719 Eisenberg Hinzmann; Manfred Weber
Original assignee: Pyrotechnische Fabrik Ffeistel Gmbh+co KG; FEISTEL PYROTECH FAB; Pyrotechnische Fabrik F Feistel and Co Kg 6719 Goellheim GmbH
Current assignee: PIEPENBROCK PYROTECHNIK GmbH 6719 GOELLHEIM DE
Priority date: 1980-08-20
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1982-02-25
Also published as: DE3173299D1; ATE17167T1; EP0046230B1; DE3031369C2; US4474715A; EP0046230A2; EP0046230A3

Description

Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand. Insbesondere betrifft die Erfindung eine pyrotechnische Ladung zur Erzeugung einer künstlichen Nebeldecke, eine Nebelmischung, ein Verfahren zur Herstellung der Nebelmischung in Form von Preßkörpern, sowie einen Anzündsatz und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Es sind zahlreiche Arten von nebelerzeugenden Stoffen oder Stoffgemischen sowie Vorrichtungen, welche die nebelerzeugenden Massen in ein oder über ein Zielgebiet verschießen, bekannt. Üblicherweise werden zu Formkörpern verpreßte Nebelmischungen in einer Metallhülle gestapelt und bei Zündung schrotschußartig nach vorn aus der Hülsenöffnung ausgestoßen.

So.ist aus der DE-OS 19 13 7 90 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer künstlichen Nebeldecke bekannt, in welcher die Nebelkörper

3 03.13BJ9.

in einer berstsicheren Hülse um ein Zündrohr gestapelt sind. Diese Vorrichtung weist erhebliche Nachteile auf. So wird der Raum in der Hülse durch die in Segmentform gestapelten Nebelmischungen nicht optimal genutzt. Vielmehr liegen Hohlräume vor, welche die Ladungsdichte vermindern. Außerdem entsteht durch Abrieb an den Grenzflächen der Segmente ein erhöhter Staubanteil der Nebelmischung, der Materialverluste bewirkt. Schließlich ist auch der fertigungstechnische Aufwand sowohl zur Herstellung der Segmente, als auch zu deren Einfügung in eine Ladungshülle unter Verwendung eines Zündrohres erheblich.

Weitere Nachteile bekannter Ladungen resultieren aus dem Ausstoßjprinzip. Da der Ausstoß der Preßkörper zur Nebelerzeugung nur in einer Richtung erfolgt, ist zwangsläufig eine Begrenzung der Flächenbelegung vorgegeben. Die Flächenbelegung ist damit immer von der Ausstoßhöhe abhängig und kann bei schrotschußartiger Ausstoßung nicht variiert werden.

Ferner entsteht durch den Ausstoß in einer Richtung aufgrund der Reibung der Nebelpreßkörper entlang der Hülle ein weiterer Materialverlust. Außerdem sind die Einzelsegmente derart beschaffen, daß sie durch die bei der Zündung auftretende Druckbelastung teilweise zu kleinen Partikeln zerstört werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Ladungen liegt in der zentralen Anordnung eines Siebrohres als Zündrohr, wodurch ein unmittelbarer Kontakt zwischen Anzündsäule und Nebelkörpern nicht gegeben ist. Außerdem verursacht das Siebrohr zusätzliche Materialkosten.

3-Ö-34-3 6^

Die Metallhülle, aus welcher die Nebelkörper in einer bestimmten Höhe ausgestoßen werden, fällt anschließend als ein Teil zu Boden und können unter Umständen erhebliche Verletzungen hervorrufen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Ladungen rührt von der Zusammensetzung der Nebelmischungen her. Diese reagieren häufig sauer, bzw. entwickeln Phosphorpentoxid, welches an der Luft zu Phosphorsäure umgesetzt wird, rufen Atembeschwerden und Hustenreiz hervor oder greifen innere Organe an. Derartige Nachteile sind besonders unerwünscht, wenn man an die Verwendung von Nebelladungen in Weinanbaugebieten zur Frostverhinderung oder bei Anwendung zu Ubungs- und Manöverzwecken denkt.

Bekannt sind auch verschiedene Rauch- und Nebelmischungen. Beispielsweise wird in der DE-AS 24 51 701 ein Rauch- oder Nebelsatz beschrieben, der einen organischen Chlordonator, Metallpulver und/oder Metalloxid enthält. Der genannte Nebelsatz enthält als Bindemittel mindestens einen der hochmolekularen Chlordonatoren Chlorparaffin, chloriertes Polyphenylen, chloriertes Polyphenoxyharz oder Polyester aus Tetrachlorphthalsäure mit chloriertem Polyalkohol.

Nachteilig bei diesen bekannten Nebelmischungen sind deren Hustenreiz verursachende und in Abhängigkeit von der genauen Zusammensetzung mehr oder weniger toxische Eigenschaften. Andere Rauch- und Nebelsätze bestehen aus einer Mischung von Hexachloräthan mit Metallpulver, wie Zink, Aluminium, Titan, Magnesium und Eisen.

Diese Mischungen weisen den Nachteil auf, daß das Hexachloräthan sehr hydrolyseempfindlich ist und leicht bereits im Herstellungsprozeß mit Wasserdampf oder Feuchtigkeit reagiert. Darüber hinaus sind derartige Mischungen wenig lagerstabil und neigen zu Brennzeitänderungen.

Übliche Anzündsätze weisen als Hauptbestandteile Magnesiumpulver, Schwarzpulvermehl und ein Bindemittel auf. Sie besitzen den Nachteil, daß sie nicht unter eindeutig zu definierenden Bedingungen zünden und darüber hinaus nur eine geringe mechanische Belastbarkeit zeigen.

Ein weiterer Nebelsatz, ist aus der DE-OS 27 43 363 bekannt. Als Bestandteile weist er Zinkoxid, Ammoniumperchlorat, PoIychlorisopren sowie einen Weichmacher und zur Abpufferung Ammoniumchlorid auf. Auch dieser Nebelsatz weist den Nachteil auf, daß beim Abbrennen cancerogene Verbrennungsprodukte entstehen. Ferner ist das Verfahren zu seiner Herstellung sehr aufwendig, da er vergossen und mit zwei überzügen zur Stabilisierung und zum Schutz gegen äußere Einflüsse versehen werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ladung zur Erzeugung einer künstlichen Nebeldecke, enthaltend einen in Form einzelner Preßkörper in einer Hülle angeordneten Nebelsatz zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Nebelmischung, enthaltend einen Chlordonator, Metalloxid und Ammoniumchlorid, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Anzündsatz enthaltend Magnesiumpulver, Schwarzpulvermehl, einen Sauerstoffdonator und Bindemittel, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Anzündsatzes bereitzustellen. Dabei sollen die obengenannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.

Erfindungsgemäß werden die genannten Aufgaben dadurch gelöst, daß die Hülle 1 der Ladung aus mit Sollbruchstellen 2 versehenem Kunststoffmaterial besteht. Ferner wird erfindungsgemäß eine Nebelmischung zur Verfügung gestellt, die 5-40 Gew.% Thioharnstoff, 20 - 70 Gew.% Ammoniumperchlorat und 5-30 Gew.% eines Bindemittels enthält und ein Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben.

Die erfindungsgemäß zur Verfügung gestellte und mit Sollbruchstellen 3 versehene Ladungshülle 2 aus Kunststoffmaterial n-immt Nebelmischungen in Form von Preßkörpern 5 auf, welche mit Schlitzen versehen und übereinander angeordnet sind. In den durch die übereinander liegenden Schlitze entstandenen Kanal werden die Anzündsätze eingebracht. Gleichzeitig stellen die in den Nebelpreßkörpern vorgesehenen Schlitze Sollbruchstellen 3 dar. Die in ihnen enthaltenen Anzündsätze dienen der Anzündung und Zerlegung der Nebelpreßkörper. Durch die erfindungsgemäße Ladung wird eine optimale Ausnutzung des Ladungsraumes erreicht.-Die runden Preßkörper füllen die Hülle lückenlos aus. Das üblicherweise verwendete Zündrohr ist nicht erforderlich, da der Anzündsatz unmittelbar in den durch die Schlitze in den Nebe.lpreßkörpern gebildeten Kanal eingeführt wird. Ferner wird, aufgrund der runden, der Hülle angepaßten und mit Schlitzen versehenen Form der Preßkörper deren Fertigungsvorgang als auch die Einbringung in die Hülle stark vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ladung liegt darin begründet, daß durch die Einführung des Anzündsatzes in den durch die übereinander liegenden Schlitze der Nebelpreßkörper entstandenen Kanal ein

unmittelbarer Kontakt zwischen Anzündsatz und Nebelkörpern
besteht.

Im Zeitpunkt der Zündung der Ladung brennen die Anzündkörper 4
durch, entzünden die Nebelpreßkörper 5, die an den durch die
Schlitze vorgegebenen Sollbruchstellen 3 zerbersten, worauf
aufgrund des stärker werdenden Innendruckes die Hülle aus
Kunststoffmaterial an dort ebenfalls vorgesehenen Sollbruchstellen zerbirst. Dadurch werden die Einzelteile der Nebelkörper in alle Richtungen verteilt. Die drei Komponenten Anzündsatz, Nebelsatz und Hülle wirken also auch insofern optimal zusammen, als Anzündung und Druckaufbau zum selben Zeitpunkt eintreten, Je nach vorgegebener und variabler Zerlegungsenergie verteilen
sich die Einzelsegmente, die beliebig als Halb-, Vierer-,
Sechser- usw. -Schalen ausgebildet sein können auf ein definiertes Feld, auf welchem ein homogener Nebel erzeugt wird. I

Der Nebel wird schnell und gleichzeitig dauerhaft erzeugt. Die

Nebelzeit läßt sich durch unterschiedliche Dicke der Preß-

körper als auch insbesondere durch Variation ihrer Zusammensetzung

wobei unterschiedliche Abbrandzeiten erreicht werden, steuern. "{

Schließlich kann zur Beschleunigung des Abbrandes ein Kataly- j sator der Nebelmischung hinzugefügt werden. Dazu eignen sich

beispielsweise Eisen(II)-Eisen(III)-Cyanokomplexe, insbesondere !

Eisenblau. Die Katalysatoren werden in einer Menge von 2 bis \

10 % der Nebelmischung zugesetzt. ;

Ebenso werden die Nachteile bekannter Nebelmischungen, wie ; saure Reaktion der Nebelpartikel, Lagerinstabilität und Neigung
zu Brennzeitänderungen durch die erfindungsgemäße Nebelmischung \ mittels eines Zusatzes von 5-40 Gew.% Thioharnstoff, 20 - 70
Gew.% Ammoniumperchlorat, 1-3 Gew.% Aluminiumpulver mit einer
Korngröße unterhalb 100 μ und 5-30 Gew.% eines Bindemittels j überwunden. Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen ;

Nebelmischung enthält 10 - 15 Gew.% Thioharnstoff, 35 - 40 Gew.% Ammoniumperchlorat und 8-15 Gew.% eines Bindemittels. Als Bindemittel wird vorzugsweise ein Elastomer, insbesondere ein Polymerisat auf Kautschukbasis zugesetzt. Bevorzugt verwendet wird ein Aluminiumpulver mit einer Korngröße unterhalb 70 μ.

Erfindungsgemäß werden die Nebelmischungen in Form von Preßkörpern dadurch hergestellt, daß die Komponenten in einem Lösungsmittel miteinander vermischt, getrocknet, mit einem Reibschnitzler zerkleinert und nachfolgend unter Anwendung eines Druckes von 500 - 1500 bar zu Preßkörpern verpreßt werden. Durch dieses Verfahren werden besonders stabile Preßkörper erzeugt, die eine hohe mechanische Belastbarkeit aufweisen und nicht in kleine Teile zerplatzen. Die hohe mechanische Stabilität der Preßkörper ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen. Sie ergibt sich aus dem Gemisch der einzelnen Komponenten, aus der völlig unregelmäßigen Schnitzelform der Teilchen und ihrem Vorpressen unter Druck. Die Körper sind in verschiedenen Größen bis zu mindestens 155-er Kaliber herzustellen. Durch die Variation der Körperstärke kann die Brennzeit oesteuert werden.

Die erfindungsgemäßen Anzündsätze zeichnen sich durch hohe Präzision, definierte und konstante Zündbedingungen, sowie durch hohe mechanische Belastbarkeit aus. Diese vorteilhaften Eigenschaften ergeben sich aus der Zusammensetzung, dem im Herstellungsverfahren angewandten hohen Preßdruck und einem auf die Anzündsätze aufgebrachten, leicht entflammbaren Film. Die Anzündsätze enthalten Magnesiumpulver einer Teilchengröße von weniger als 100 μ',' vorzugsweise von weniger als 60 μ und vorzugsweise amorphes Bor. Als Sauerstoffdonator wird vorzugsweise eine Peroxidverbindung oder Kupfer(I)-oxid eingesetzt.

Als Bindemittel wird Paraffin oder chloriertes Paraffin verwendet. Die Zusammensetzungen der Anzündsätze liegen bei 10-25 Gew.% Magnesium, 30-55 Gew.% Schwarzpulvermehl (Mehlpulver), 15-35 Gew.% amorphes Bor und 3-15 Gew.% chlorierte Paraffine.

Eine bevorzugte Ausführungsform enthält 12 Gew.% Magnesium, 47,1 Gew.% Schwarzpulvermehl (Zusammensetzung etwa 70 - 75 Gew.% Kaliumnitrat, 20 - 25 Gew.% Schwefel, 5-15 Gew.% Holzkohle), 23,9 Gew.% amorphes Bor, 9 Gew.% Eisenblau und 8 Gew.% Chlorparaffin.

Der Anzündsatz wird mit einem formstabilisierenden, leicht entflammbaren Film, vorzugsweise aus Nitrocellulose oder Collodium, überzogen.

Erfindungsgemäß werden die Komponenten des Anzündsatzes in einem Lösungsmittel vermischt, getrocknet, granuliert und nachfolgend unter Anwendung eines Preßdruckes von 500 - 4000 bar zu Formkörpern verpreßt. Anschließend werden sie mit dem formstabilisierenden, leicht entflammbaren Film, der vorzugsweise aus Nitrocellulose besteht, überzogen.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der Figuren 1 und 2 ■ näher erläutert. |

Fig. 1 zeigt die Ladung zur Erzeugung einer künstlichen Nebeldecke in einem Teilaufriß. Die Hülle 1 der Ladung ist mit längsgeführten Sollbruchstellen 2 versehen. An der Kopf- i seite der Hülle 1 befinden sich weitere Sollbruchstellen 3, '

die der beispielsweise kreuzförmigen Anordnung der Preß- ι

ι körper des Anzündsatzes 4 entsprechen. Kreisförmig um den Anzünd- ! satz herum sind die Nebelmischungs-Preßkörper 5, die eine runde Form mit den entsprechenden Schlitzen für den Anzündsatz aufweisen, angeordnet.

Fig.2a zeigt einen Nebelmischungs-Preßkörper in perspektivischer Darstellung. In den Fig. 2a - 2d ist der Körper in der Aufsicht dargestellt. Fig. 2b zeigt den vollständigen Preßkörper, Fig. 2c die bei Zündung zunächst auftretenden Sollbruchstellen 3 und Fig. 2d den berstenden Nebelmischungs-Preßkörper.

1.) Beispiel zur Herstellung der erfindungsgemäßen Nebelsatz-Preßkörper:

Ein Ansatz von 2,2 kg PUC-Pulver, 3,3 kg Zinkoxid (getrocknet), 2,2 kg Ammöniumchlorid und 2,64 kg Thioharnstoff wird durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,3 bis 0,5 mm gedrückt und anschließend intensiv vermischt. Sodann wird der Ansatz in eine Knetmaschine eingebracht und mit 2,4 kg (bezogen auf Testkörper) eines hochviskosen Elastomerbinders 15 min. angeteigt. Nach Beendigung des Knetvorganges wird nach demselben Siebverfahren bearbeitetes Ammoniumperchlorat in einer Menge von 7,26 kg zugegeben. Dieser Ansatz wird weitere 15 min. geknetet, sodann auf Horden ausgebreitet und nachfolgend 6 Stunden bei einer Temperatur von 4 5⁰C getrocknet. Anschließend wird die erhaltene Trockenmasse in einer Reibschnitzelmaschine zerkleinert und schließlich unter einem Druck von etwa 1000 bar zu Preßkörpern verpreßt.

2.) Beispiel zur Herstellung des erfindungsgemäßen Anzündsatzes:

In einem Mischbehälter werden 1,2 kg Magnesium-Pulver und 0,9 kg Eisenblau gut untereinander vermischt. Zu dieser Vormischung gibt man 0,8 kg Chlorparaffin (pulverförmig), welches in 2 Liter Perchloräthylen gelöst wurde. Die Lösung wird mit der Vormischung in einem Mischer 10 min. gut vermengt. Danach gibt man 2,39 kg Bor amorph zu und wiederholt den Mischvorgang 5 min. Als letzte Satzkomponente gibt man 4,71 kg Schwarzpulvermehl (auf 2 Kompo-

nenten-Basis, d.h. ohne Schwefelzusatz) in das Mischgefäß und läßt nochmals 10 min. mischen. Danach wird der lösungsmittelfeuchte Satz durch ein 1,5 mm Sieb gerüttelt und auf Trockenhorden ausgebreitet. Nach einer Trockenzeit von ,5 Stunden bei +45⁰C kann der Satz mit einem Preßdruck von 1.500 bar zu Stangen verpreßt werden.

Leerseite

Claims

3G31369

Patentanwälte

ZELLENTIN

Ludwlgshafen/Rh.

Rubensstraß· 30

Pyrotechnische Fabrik 12. August 1980

F. Feistel GmbH & Co. KG pfg 2331

Göllheim

Patentansprüche

Pyrotechnische Ladung zur Erzeugung einer künstlichen Nebeldecke, enthaltend einen in Form einzelner Preßkörper in einer Hülle angeordneten Nebelsatz, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (1) aus mit Sollbruchstellen (2) versehenem Kunststoffmaterial besteht.
2. Pyrotechnische Ladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebelmischungs-Preßkörper (5) mit Schlitzen versehen und schichtförmig übereinander angeordnet sind, wobei die Schlitze einen Kanal (6) bilden.
3. Pyrotechnische Ladung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kanal (6) zerlegend wirkende Anzündsätze raumfüllend angeordnet sind.

3Π3-136-9
4. Nebelmischung enthaltend einen Chlordonator, Metalloxid und Ammoniumchlorid, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner 5-40 Gew.-% Thioharnstoff, 20-70 Gew.-% Ammoniumperchlorat, 1-3 Gew.% Aluminiumpulver mit einer Korngröße unterhalb 100 μ und 5-30 Gew.% eines Bindemittels enthält.
5. Nebelmischung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie 10 - 15 Gew.-% Thioharnstoff, 35 - 40 Gew.-% Ammoniumperchlorat, 1-3 Gew.% Aluminiumpulver mit einer Korngröße unterhalb 100 μ und 8-15 Gew.% eines Bindemittels enthält.
6. Nebelmischung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein Elastomer zugesetzt ist.
7. Nebelmischung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein Polymerisat auf Kautschukbasis zugesetzt ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Nebelmischung nach Anspruch 4 bis 7 in Form von Preßkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten in einem Lösungsmittel miteinander vermischt, getrocknet, mit einem Reibschnitzler zerkleinert und nachfolgend unter Anwendung eines Druckes von 500 - 1500 bar zu Preßkörpern verpreßt werden.
9. Anzündsatz enthaltend Magnesiumpulver, Schwarzpulvermehl, einen Sauerstoffdonator und ein Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumpulver eine Teilchengröße von weniger als 100 μ aufweist.
10. Anzündsatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumpulver eine Teilchengröße von weniger als 60 μ. aufweist.
11. Anzündsatz nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich amorphes Bor enthält.
12. Anzündsatz nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Sauerstoffdonator eine Peroxidverbindung eingesetzt ist.
13. Anzündsatz nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich Kupfer(I)-oxid enthält.
14. Anzündsatz nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich einen Katalysator enthält.
15. Anzündsatz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator ein Eisen(II)-Eisen(III)-Komplex eingesetzt wird.
16. Anzündsatz nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Eisenblau verwendet wird.
17. Anzündsatz nach Anspruch 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Paraffin eingesetzt wird.
18. Anzündsatz nach Anspruch 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel chlorierte Paraffine eingesetzt sind.

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19. Anzündsatz nach Anspruch 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß er 10 - 25 Gew.% Magnesium, 30-55 Gew.% Schwarzpulvermehl, 15-35 Gew.% amorphes Bor, 2-10 Gew.% Eisenblau und 3-15 Gew.% chlorierte Paraffine enthält.
20. Anzündsatz nach Anspruch 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet,

daß er 12 Gew.% Magnesium, 47,1 Gew.% Schwarzpulvermehl,

23,9 Gew.% amorphes Bor, 9 Gew.% Eisenblau und 8 Gew.% Chlor- | paraffin enthält.
21. Anzündsatz nach Anspruch 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem formstabilisierenden, leicht entflammbaren Film überzogen ist.
22. Anzündsatz nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus Nitrocellulose besteht.
23. Anzündsatz nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus Collodium besteht.
24. Verfahren zum Herstellen eines Anzündsatzes nach Anspruch 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzündgemisch in einem Lösungsmittel gemischt, getrocknet, granuliert und nachfolgend unter Anwendung eines Preßdruckes von 500 bis 4000 bar zu einem Formkörper verpreßt und mit einem leicht entflammbaren Film überzogen wird.