DE3046562A1 - Plastischer, selbsthaftender sprengkoerper - Google Patents

Description

• Plastischer,selbsthaftender Sprengkörper
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind von Hand verformbare Sprengkörper auf der Basis von Sprengstoff,emischen, die im Temperaturbereich zwischen -40 °C und +70 °C von Hand beliebig verformbar sind und nach erfolgter Formgebung ohne Bruch wieder in die ursprüngliche Form gebracht werden können. Die erfindungsgemäßen Sprengkörper sind besonders zum Durchschlagen von Stahlplatten einer Dicke von mindestens 20 mm geeignet.
• Sprengstoffgemische, die die genannten plastischen Ein schaften besitzen, sind bereits bekannt. Sie werden z.B.
• in der DE-PS 20 27 709 oder der DE-OS 25 29 432 beschrieben. Diese bekannten Sprengstoffgemische wurden bisher nur zu Folien oder ähnlichen Formkörpern verarbeitet, die sich einer unebenen Oberfläche leicht anpassen lassen und die nach ihrer Zündung das Material, auf dem sie aufliegen, vollständig oder teilweise zerstören können.
• Wenn man die in der DE-OS 25 29 432 beschriebenen Folien zur Zerstörung von Stahlplatten einer Mindestdicke von 20 mm oder von einem Material mit analoger Widerstandsfähigkeit einsetzen will, stößt man auf folgende Schwierigkeiten: Folien mit der dort angegebenen Dicke können bei @@@er r Detonation solche Stahlplatten nicht durchtrennen; auch mit den dort beschriebenen Zylindern oder anderen Extrudaten läßt sich dieses Ziel nicht erreichen.
• Es bestand deshalb die Aufgabe, unter Verwendung der bekannten plastischen Sprengstoffgemische eine Möglicnkeit zu schaffen, auch schwer durchdringbare Materialien, wie als Stahlplatten voll mindestens 20 mm Dicke, zu durchschlarren. I)i.e an sich naheliegende Lösung dieser Aufgabe durch Verwendung von mehr Sprengstoff dieses Ziel zu erreichen, stößt auf folgende Schwierigkeiten: Die bekannten elastischen Sprengstoffgemische sind bei Anwendung in größerer Menge so weich, daß sie sehr leicht die ihnen gegebene geometrische Form verändern oder daß Zündelemente, die in an sich bekannter Weise in solche Körper eingeführt werden, infolge ihrer Schwerkraft oder durch äußere mechanische Einflüsse (z.B. starker Wind) den notwendigen festen Sitz im plastischen Sprengstoff verlieren. Die: tritt besonders dnnn auf, wenn das Gewicht der Zündleitungen lockernd wirkt, vor allem, wenn Zündleitungen oder Zünder Windkräften oder Vibrationcn ausgesetzt sind. Dadurch kann es zu Zündversagern oder nur zu unOewünschten Teilzündungen kommen.
• Es bestand deshalb weiterhin die Aufgabe, mit Hilfe der bekannten plastischen brisanten Sprengmassen solche Sprengkörper herzustellen, die ein Mindestgewicht von 0,5 k besitzen, dabei die ihnen gegebene geometrische Form über einen längeren Zeitraum bei- behalten und die mit Zündelementen so verbunden werden können, daß dieser Verbund nicht durch Windkräfte, Vibrationen oder ähnliche mechanische Einfliisse gelöst werden kann. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls von Wichti.grkeit, daß man die gewünschten Sprengkörper auch an mehr oder weniger senkrecht stehenden oder abgeknickten Flächen ohne zusätzliche Hilfsmittel formschlüssig anbringen kann.
• In Erfüllung dieser Aufgabe wurden nun ohne Rückfederung von Hand verformbare, zum Durchschlagen von Stahlplatten mit mindestens 20 mm Dicke geeignete 02rengköWs aufderDxis mn hochbrisanten plastischen Sprengstoffgemischen, die im Temperatur bereich von -40 °C bis +70 °C von Hand verformbar sind, gefunden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eine quaderförmige Geometrie mit einem Verhältnis von Höhe: Breite zwischen 1:(1 bis 25) und eine Länge, die mindestens ihrer Höhe entspricht, besitzen, wobei dieser Körper allseitig von einer biegbaren, wasser- und öldichten, reißfesten Folie bündig anliegend umgeben ist und wobei diese Folie auf den Deck-, Boden- und Seitenflächen teilweise oder vollständig von einer oder mehreren Schichten von Klebebändern in der Weise umhüllt ist, daß mindestens 50 % der Boden- und/oder Deckfläche mit einer, gegebenenfalls mit einer Schutzfolie bedeckten, klebfähigen Oberfläche versehen ist.
• Mit einem solchen Sbrengkörper lassen sich problemlos Stahlplatten von 20 mm - oder gegebenenfalls auch noch größerer -Dicke durchtrennen. Der Körper kann auch, gegebenenfalls nach Abzug der Schutzfolie - an senkrecht stehenden Flächen befestigt werden, ohne daß er seine geometrische Form wesentlich verändert. Die jederzei.tige Gewährleistung der einmal gegebenen geometrischen Form mit den oben genannten Minimalbedingungen ermöglicht dieses Einsatzgebiet, das mit Folien z.B. unterhalb der genannten Minimal- dicke nicht verwirklicht werden kann.
• Diese erfindungsgemäßen Sprengkörper ermöglichen es auch, daß Zündmittel einen festen Sitz am Sprengstoffgemisch haben können, wenn man, in besonders vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung, zwischen das SprengstoffgemiscE und die dieses umgebende, bündig anliegende, Folie ein streifenförmiges Halterungselement anordnet, auf dem sich eine oder mehrere Vorrichtunf,en zum Anbringen von Zündmitteln befinden. Die Halterungselemente befinden sich vorzugsweise an den Seitenflächen der Sprengkörper.
• Das Material des Halterungselements kann beliebig sein; wichtig ist,daß es sprengstoffverträglich ist und daß das Halterungselement biegbar ist und eine genügende Festigkeit hat. Geeignete Materialien sind z.B. Metallfolien oder nicht ausgehärtete Kunststoffe; auch Pappe oder Leder ist einsetzbar. Wenn das Halterungselement an der Schmalseite des Sprengkörpers angebracht wird, die nicht gebogen werden soll, kann es auch aus einem dünnen, starren oder halbstarren Material bestehen, wie z.B. Holzscheiben.
• Die geometrische Form des Halterungselements sollte so gewählt werden, daß ein fester Sitz zwischen dem Sprengstoffgemisch und der Folie, die dieses umgibt, gewährleistet ist. Bevorzugt ist eine längliche Form, z.B. als Streifen, Scheibe oder Band. Weiterhin sollte dieses Halterungselement möglichst dünn sein, damit es einen festen Sitz, anliegend an der unteren Seite der Folie, haben kann Die optimale Dicke hängt selbstverständlich von der Art des gewählten Materials ab. Nach Möglichkeit sollte das Halterungselement j jedoch nicht dicker als 2 mm sein.
• Mit dem ifalterungselement sind eine oder mehrere Vorrichzungen zum Anbringen von Zündmittel verl)unden. Diese Vor- richtungen sind bevorzugt Körper mit Hohlräumen,die Elementen@m Befestigen der Zündmittel enthalten.Als solchekörper kommen z.B. Gewindemuttern oder ilülsen in Frage. Der Durchmesser dieser Körper hängt dabei von dem Außendurchmesser der jeweilig einzusetzenden Zündmittel ab.
• Als Material für diese Elemente kommen sowohl Metalle 1 auch Kunststoffe in Frage, sofern sie sprengstoffverträglich sind. Die Befestigung der Zündmittel in diesem Element kann auf j ede beliebige, an sich bekannte Weise, ?.B.
• durch Verschrauben, durch Klemmkräfte mittels Federblechen oder mit Hilfe von Sicherungsringen erfolgen. Die Aufnahme elemente miißten eine der zu wählenden Befestigungsart und dem Zündmittel entsprechende Geometrie besitzen.
• Die Befestigung der Vorrichtungen zum Anbringen der Zündmittel an dem Halterungselement kann auf beliebige, an sich bekannte Weise erfolgen. So ist es z.B. möglich, den Verbund dieser beiden Teile durch Kleben, Schweißen, Gießen, Verpressen, Vernieten oder Verschrauben zu erhalten, je nachdem, aus welchem Material die zu verbindenden Teile bestehen und welche Form z.B. die Vorrichtungen zum Aufnehmen der Zündmittel besitzen.
• Das Halterungselement liegt auf dem Sprengstoffgemisch fest auf; gegebenenfalls wird es mit den Vorrichtungen zum Anbringen der Zündmittel i.n das Sprengstoffgemisch eingedrückt. Die das Sprengstoffgemisch umgebende wassel-- und öldichte Folie drückt das Halterungselement fest an das Sprengstoffgemisch, so daß eine größere lokale Veränderung der einmal gewählten Lage praktisch nicht möglich ist.
• Die Halterungselemente können sowohl an der Längs als auch an der Stirnseite der Sprengkörper angebracht sein. Unter Stirnseite wird dabei diejenige Seitenfläche verstanden, die die kürzere Länge besitzt. Wenn die Ilalterungselemente an den Längsflächen angeordnet sind, ist es weiterhin möglich, diese so auszuführen, daß sie zwischen zwei Aufnahmevorrichtungen für die Zündmittel schmaler und dünner werden, so daß man sie gewollt -zerschneiden kann. Die mögliche Schnittstelle sollte dann auch auf der Oberfläche des Sprengkörpers markiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, aus einem ir'.rößeren vorgefertigten Sprengkörper kleinere Segmente für einen gewünschten Anwendungszweck ohne größere Aufwendung abzutrennen.
• Es ist auf diese Weise möglich, aus einem erfindungsgemäßer Sprengkörper mit einem Gewicht von maximal 5 Kg kleinere Sprengkörper mit einem Gewicht bis zu 0,5 kg herab herzustellen. Innerhalb dieser Grenzen sollten die Gewichte der erfindungsgemäßen Sprengkörper liegen.
• Die Sprengstoffgemische, die als Ladung für die erfindungsgemäßen Sprengkörper verwendet werden, sind an sich bekannte Sprengstoffgemische, wie sie z.B. in der DE-PS 20 27 709 oder der DE-OS 25 29 432 beschrieben sind. Sie enthalten neben einem oder mehreren hochbrisanten festen Explosivstoffen mit Detonationsgeschwindigkeiten über 8G00 m/sec noch Stoffe, die zur Weichmachung dieser Explosivs,toffe dienen, wie z.B. Siliconöl oder Elastonere.
• Wichtig ist, daß sie mit der fland verformbar sind,ohne zu brechen, wobei diese Eienschaft im Temperaturbereich zwischen -40 °C und +70 °C vorhanden sein soll.
• Dic Folie, die dieses Sprengstoffgemisch umgibt, kann aus jedem beliebigen Material sein das wa,ser- und öldicht ist und mit dem Sprengstoffgemisch verträglich ist.
• Geeignet sind z.B. Aluminiumfolien, aber auch Kunststoff-Folien können eingesetzt werden. Die Dicke dieser Folien soll so gewählt werden, daß sie noch biegbar ist;dies ist im allgemeinen bei Dicken zwischen 0,01 und 0,2 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,1 mm der Fall.
• ober der öl- und wasserdichten Folie befinden sich eine oder mehrere Lagen von Klebebändern. Als Klebebänder eignen sich alle bekannten Klebebänder aus beliebigem Ma-Material, vorzugsweise jedoch aus einem reißfesten Material, wie z.B. Textilgewebebänder. Die einzelnen Lagen können auch aus Bändern aus unterschiedlichem Material hergestellt sein. Gegebenenfalls genügt auch nur eine Lage Din äußerste Lage soll so angeordnet sein, daß die Oberfläche -aus einer klebfähigen Schicht besteht. Dies läßt sich ar besten dadurch erreichen, daß man für die äußerste Laz ein Doppelklebeband verwendet. Die Klebschicht der äußersten Lage soll dabei mindestens 50 ,b der Oberfläche der Deck- oder Bodenfläche bedecken. Die äußerste Klebschicht kann dabei selbstverständlich auch mit einer Schutzfolie versehen sein, die erst beim Einsatz des Sprengkörpers entfernt wird.
• Die verschiedenen Folienlagen ermöglichen es, daß der Sprengkörper die ihm, vor der Umhüllung mit den Folien, gegebene Form beibehalt. Wichtig bei dieser Form ist die Minimalhöhe von 15 mm und das Verhältnis von Höhe:B.reite. Die Länge der Körper hängt von dem gensinschten Einsatzzweck ab. Der Körper braucht nicht die genaue Form eines Quaders zu haben; geringfügige Abweichungen der Kantenwinkel bis zu etwa 150 können durchaus tnleriert werden.
• Die erfindungsgemäßen Sprengkörper lassen sich von Hand über mindestens zwei ihrer Körperachsen um einen Winkel von mehr als 900 verformen. Bei geeigneten Abmessungen ist eine Verformung bis zu einem Winkel von 1800 erreichbar.
• Der erfindungsgemäße Sprengkörper läßt sich in einer speziellen Anwendungsform auch als Hohlladungskörper einsetzen. Zu diesem Zweck wird auf der Innenflache des um eine Hauptachse gebogenen Körpers eine an sich bekannte Hohlladungseinlage aufgebracht. Diese Hohiladungseinlage kann z.B. ein vorgeformter Metallstreifen sein. Besonders geeignet sind Streifen oder Bänder aus Kupfer oder Eusferlegierungen. Diese Streifen werden mit Hilfe de-s äußeren Klebebandes direkt mit dem Sprengkörper durch Haftklebung verbunden, so daß die Metalleinlage auf den Innenflächen der beiden entstehenden Schenkel fixiert ist. Ein solche maßen gebogener Sprengkörper bewirkt dann einen besonders effektiven Schneidladungseffekt.
• Beispiel 1 (siehe Fir 1) Ein Gemisch aus 86 Gew.-% Pentaerythrittetranitrat und 14 Gew.-% Siliconöl einer Viskosität von 12.103n Pa.s.
• wurde zu einem Körper mit einer Höhe (c) von 1,5 cm, einer Breite (a) von 15 cm und einer Länge von 25 cm verformt. Das Verhältnis c:a betrug damit 1:10. Das Sprengstoffgemisch hatte folgende physikalische Eigenschaften: Dichte 1,5 g/cm3, Gewicht 844 g, Detonationsgeschwindigkeit 7200 m/s.
• Das Sprengstoffgemisch (1) wurde dann allseits umhüllt mit einer wasser- und öldichten Aluminiumfolie (2) von 0,012 mm Dicke. Diese Folienhülle wurde auf den Flächen Fl und F1' sowie F3 und F3' mit einem einseitig klebenden Textilgewebeband (3) von 10 cm Breite verstarkt, welches wiederum mit einem Doppelklebeband (4) mit abziehbarer Schutzfolie (5) umklebt wurde.
• Der Sprengkörper hatte auf den Flächen F1 und F1' ein Halterungs- oder Verbindungselement gemäß Figur 2 zur Aufnahme eines Ziinders. Dieses Halterungselement bestand aus einer halbstarren PVC-Scheibe (7)von 3mm Dickc,auf der jeweils mittig eine M10-Zinkspritzgußmutter (8) eingepreßt war,die sich beim Anbringen des Halterungselements in den plastischen Sprengstoff hineindrückten. Das gesamte Element wurde durch die Aluminiumfolienhülle fest und formschlüssig an den Sprengstoff gedrückt.
• Der Sprengkörper ließ sich bei Temperaturen bis zu -40 OC von Hand über alle drei Körperachsen um einen Winkel von mehr als 90° verformen. Die Verformung konnte mehrfach hintereinander vorgenommen werden, ohne daß die Umhüllung aufriß. Nach jeder Verformung konnte der Sprengkörper wiederum leicht von Hand in seine Ursprungsform 3uriick.çebracht werden. Der Sprengkörper konnte mehrfach über-, unter- oder hintereinandergelegt werden und. nach Einschrauben eines Zünders in die M10-Gewindemutter von einer Seite aus gezündet werden. In jedem Fall fand eine einwandfreie Übertragung auf die übrigen Sprengkörper statt.
• Beim Hintereinanderiegen von drei Sprengkörpern zu einer Ladung von 75 cm Länge, aufgelegt auf eine Stahiplatte aus St 37-2 (Werkstoff Nr. 1.0161 nach DIN 17100) von 20 mm Dicke, einer Länge von 75 cm und einer Breite von 50 cm, wurde nach Einleitung der Zündung von der Stirnseite des vorderen Sprengkörpers die Platte in der gesamten Länge durchschlagen. Der Versuch wurde bei -40 0C bei. +20 °C und bei +70 OC durchgeführt und hatte bei allen drei Temperaturen den gleichen Effekt.
• Der Sprengkörper ließ sich weiterhin nach Entfernung der Schutzfolie des Donpelklebebandes mit der Fläche F3 bzw.
• F3' durch Selbsthaftung auf Unterlagen aus den verschieden sten Werkstoffen wie Stein, Beton, Stahl,IIolz usw. anbringen, wobei die Oberflächenbeschaffenheit z B. glatt, rauh, korrodiert, trocken oder feucht war und die Unter- lagen waar,crecht, schräg und senkrecht angeordnet waren.
• Bei Senkrechtanordnung an geputztem und gestrichenem Mauerwerk blieb der Sprengkörper drei Monate haften, ohne seine Lage zu verändern oder sich zu lösen.
• Beispiel 2 (siehe Figur 3) Es wurde ein Sprengkörper hergestellt mit den Abmaßen a=10 cm, b= 30 cm und c= 5 cm. Das Verhältnis c:a betrug damit 1:2.
• Das in dem Sprengkörper enthaltene Sprenc,stoffgemisch bestand zu 88 Gew.-% aus Hexogen und zu 12 Gew.-% aus Siliconö7 mit einer dynamischen Viskosität von 12.103 n Pa.
• Der Körper wog 2250 g, hatte eine Dichte von 1,50 g/cm3 und eine Detonationsgeschwindigkeit von 7300 m/s.
• Die Umhüllung entsprach, angepaßt an die Geometrie des Sprengkörpers, in der Ausführung genau dem Beispiel 1. Der Sprengkörper hatte auf den Seiten F2 und F2' je ein Verbindungselement gemäß Figur 4. Das Verbindungselement bestand jeweils aus einer biegsamen Siliconkautschukplatte (9) mit der durch Vulkanisation jeweils fünf Spannhülsen (10) verbunden waren, deren Innendurchmesser so dimensionicrt war, daß ein entsprechender Zünder durch die Klcankr.-ifte einen feiten IIalt bekam.
• Das Verbindungselement wurde wie im Beispiel 1 durch die Folienhülle formschlüssig an den Sprengstoff gedrückt, wobei sich die Spannhülse ebenfalls in den Sprengstoff hincindrückten.
• Der Sprengkörper konnte wiederum wie im Beispiel 1 beschrieben, verformt werden und erfüllte gleichfalls die dort beschriebenen Versuchsbedingungen hinsichtlich der Haftfähigkeit auf den verschiedensten Unterlagen. Er ließ sich weiterhin an den markierten Soll-Schnittstellen (11) in kleinere Körper zerteilen.
• Für den Sprengversuch wurden drei Sprengkörper in der Längsachse hintereinander angeordnet, wovon der mittlere Sprengkörper um eine Körperachse in Winkel von 90° ;ebogen wurde. Somit konnte die Sprengladung in eine Winkel förmige Stahlplatte eingelegt werden, deren Schenkel in einem Winkel von 90° aufeinanderstanden. Diese bestand wiederum aus dem gleichen Werkstoff wie im Beispiel 1, hatte, jedoch eine Dicke von 40 mm. Nach Einleitung cicr Zündung wurde die Stahlplatte, die eine Breite von 50 cm und eine Schenkellänge von 45 cm hatte, vollkommen durchschlagen. Der Effekt trat auch bei diesem Versuch im gesamten Temperaturbereich von -40 oO bis +70 °C ein.

Claims (11)

1 Patentansprüche: 1,. Von Hand ohne Rückfederung verformbarer. zum durch schlagen von Stahlplatten von mindestens 20 mm Dicke geeigneter Sprengkörper mit einem im tremperaturbereich von -40 °C bis +70 0C hochbrisantem plastiscilem Sprengstoffgemisch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Körper quaderförmig ist, eine llöhe von mindestens 15 mm und eine solche Breite besitzt, daß da Verhältnis von Höhe:Breite zwischen 1:1 und 1:25 liegt und dessen Länge mindestens seiner Höhe entspricht, wobei dieser Körper allseitig von einer elastischen, wasser- und öldichten, reißfesten Folie bündig anliegend umgeben ist und wobei diese Folie auf den Deck-, Boden-und Seitenflächen teilweise oder vollständig von einer oder mehreren Schichten von Klebebändern in der Weise umhüllt ist, daß mindestens 50 % der Boden- und/oder Deckfläche mit einer, gegebenenfalls mit einer Schutzfolie bedeckten, klebfähigen Oberfläche versehen ist.

2. Sprengkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er um mindestens zwei seiner Körperachsen von Hand um einen Winkel von mehr als 900 verformbar ist.

3. Sprengkörper gemäß Ansprüchen 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die den Körper allseitig umgebende Folie eine Dicke von 0,01 bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,1 mm besitzt.

4. Sprengkörper gemäßeinem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Schicht der Klebebänder aus einem Doppelklebeband besteht, dessen Außenfläche gegebenenfalls mit einer Schutzfolie bedeckt ist.

5. Sprengkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gewicht zwischen 0,5 und 5 kg beträgt.

6. Sprengkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennscichnet, daß er an den Seitenflächen, zwischen dem Sprongstoff und der diesen umgehenden Folie, elastische, streifenförmige Halterungselemente enthält, auf denen eine oder mehrere Vorrichtungen zum Anbringen von Zündmittel angeordnet sind.

7. Sprengkörper gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Anbringen von Zündmittel als Hohlkörper mit Elementen zum Befestigen der Zündmittel ausgebildet sind.

8. Sprengkörper gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenazeichnet, daß die Halterungselemente mit Spannhülsen zum Anbringen der Zündmittel versehen sind.

t3. Sprengkörper gemäß Anspruch Ç oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungselemente mit Gewindemuttern zum Anbringen der Zündmittel versehen sind.

10. Sprengkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie um ihre Längs- oder Querachse gebogen sind und sich auf der klebfähigen Oberfläche der Innenflächen der erhaltenen Schenkel MetalleinlaOen zur Erzielung eines Hohlladungseffektes befinden.

11.Sprengkörper gemäß Anspruch10, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall einlagen aus Kupfer oder Kupferlegierungen bestehen.