DE3046562C2 - - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind von Hand verformbare Sprengkörper auf der Basis von Sprengstoffgemischen, 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 min­ destens 20 mm geeignet.

Sprengstoffgemische, die die genannten plastischen Eigen­ schaften besitzen, sind bereits bekannt. Sie wurden z. B. in der DE-PS 20 27 709 oder der DE-OS 25 29 432 beschrie­ ben. 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 Widerstands­ fähigkeit einsetzen will, stößt man auf folgende Schwie­ rigkeiten:
Folien mit der dort angegebenen Dicke können bei ihrer Detonation solche Stahlplatten nicht durch­ trennen; auch mit den dort beschriebenen Zylindern oder anderen Extrudaten läßt sich dieses Ziel nicht erreichen.

Es bestand deshalb die Aufgabe, unter Verwendung der be­ kannten plastischen Sprengstoffgemische eine Möglichkeit zu schaffen, auch schwer durchdringbare Materialien, wie z. B. Stahlplatten von mindestens 20 mm Dicke, zu durch­ schlagen. Die an sich naheliegende Lösung dieser Aufgabe durch Verwendung von mehr Sprengstoff dieses Ziel zu er­ reichen, stößt auf folgende Schwierigkeiten:

Die bekannten elastischen Sprengstoffgemische sind bei An­ wendung 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 ver­ lieren. Dies tritt besonders dann auf, wenn das Gewicht der Zündleitungen lockernd wirkt, vor allem, wenn Zündlei­ tungen oder Zünder Windkräften oder Vibrationen ausgesetzt sind. Dadurch kann es zu Zündversagern oder nur zu unge­ wünschten Teilzündungen kommen.

Es bestand deshalb weiterhin die Aufgabe, mit Hilfe der bekannten plastischen brisanten Sprengmassen solche Spreng­ körper herzustellen, die ein Mindestgewicht von 0,5 kg, 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, Vibra­ tionen oder ähnliche mechanische Einflüsse gelöst werden kann. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls von Wichtig­ keit, 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 von mindestens 20 mm Dicke geeignete Sprengkörper mit einem im Temperaturbereich von -40°C bis +70°C hoch­ brisanten plastischen Sprengstoffgemisch gefunden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Körper quaderförmig sind, ein Gewicht zwischen 0,5 und 5 kg aufweisen, eine Höhe von mindestens 15 mm und eine solche Breite besit­ zen, daß das Verhältnis von Höhe : Breite zwischen 1 : 1 und 1 : 25 liegt und deren Länge mindestens ihrer Höhe entspricht, wobei diese Körper allseitig von einer elastischen, wasser- und öldichten, reißfesten Folie ei­ ner Dicke von 0,01 bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,1 mm, bündig anliegend umgeben sind 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, gegebe­ nenfalls mit einer Schutzfolie bedeckten, klebfähigen Oberfläche versehen ist.

Es werden zwar in der DE-AS 11 97 794 auch schon quader­ förmige Sprengkörper beschrieben, die mit einem halb­ weichen Kunststoff umhüllt sind. Diese dort beschriebe­ nen Sprengkörper lassen sich aber nicht an senkrecht stehenden Flächen befestigen und enthalten keine spe­ ziellen plastischen Sprengstoffgemische, die eine flexible, ohne Rückfederung durchführbare Verformung des Körpers ermöglichen.

Mit einem erfindungsgemäßen Sprengkörper lassen sich problemlos Stahlplatten von 20 mm - oder gegebenen­ falls auch noch größerer - Dicke durchtrennen. Der Körper kann auch, gegebenenfalls nach Abzug der Schutz­ folie, an senkrecht stehenden Flächen befestigt werden, ohne daß er seine geometrische Form wesentlich verän­ dert. Die jederzeitige Gewährleistung der einmal gege­ benen geometrischen Form mit den obengenannten Mini­ malbedingungen 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 Aus­ führungsform der Erfindung, zwischen das Sprengstoffgemisch und die dieses umgebende, bündig anliegende, Folie ein streifenförmiges Halterungselement anordnet, auf dem sich eine oder mehrere Vorrichtungen zum Anbringen von Zünd­ mitteln 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 Festig­ keit hat. Geeignete Materialien sind z. B. Metallfolien oder nicht ausgehärtete Kunststoffe; auch Pappe oder Leder ist einsetzbar. Wenn das Halterungselement an der Schmal­ seite 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 ge­ wählt werden, daß ein fester Sitz zwischen dem Spreng­ stoffgemisch und der Folie, die dieses umgibt, gewähr­ leistet ist. Bevorzugt ist eine längliche Form, z. B. als Streifen, Scheibe oder Band. Weiterhin sollte dieses Hal­ terungselement 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 jedoch nicht dicker als 2 mm sein.

Mit dem Halterungselement sind eine oder mehrere Vorrich­ tungen zum Anbringen von Zündmittel verbunden. Diese Vor­ richtungen sind bevorzugt Körper mit Hohlräumen, die Elemente zum Befestigen der Zündmittel enthalten. Als solche Körper kommen z. B. Gewindemuttern oder Hülsen in Frage. Der Durchmesser dieser Körper hängt dabei von dem Außendurchmesser der jeweilig einzusetzenden Zündmittel ab.

Als Material für diese Elemente kommen sowohl Metalle als auch Kunststoffe in Frage, sofern sie sprengstoffverträg­ lich sind. Die Befestigung der Zündmittel in diesem Ele­ ment kann auf jede beliebige, an sich bekannte Weise, z. B. durch Verschrauben, durch Klemmkräfte mittels Federblechen oder mit Hilfe von Sicherungsringen erfolgen. Die Aufnahme­ elemente müßten eine der zu wählenden Befestigungsart und dem Zündmittel entsprechende Geometrie besitzen.

Die Befestigung der Vorrichtungen zum Anbringen der Zünd­ mittel 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 erhal­ ten, 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 in das Sprengstoffgemisch einge­ drückt. Die das Sprengstoffgemisch umgebende wasser- 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 Hal­ terungselemente an den Längsflächen angeordnet sind, ist es weiterhin möglich, diese so auszuführen, da 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 größeren vorgefertigten Sprengkörper kleinere Segmente für einen gewünschten Anwendungszweck ohne größere Aufwendung abzu­ trennen.

Es ist auf diese Weise möglich, aus einem erfindungsgemäßen Sprengkörper mit einem Gewicht von maximal 5 kg kleinere Sprengkörper mit einem Gewicht bis zu 0,5 kg herab herzu­ stellen. Innerhalb dieser Grenzen sollten die Gewichte der erfindungsgemäßen Sprengkörper liegen.

Die Strengstoffgemische, die als Ladung für die erfin­ dungsgemäßen 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 8000 m/s noch Stoffe, die zur Weichmachung dieser Ex­ plosivstoffe dienen, wie z. B. Siliconöl oder Elastomere. Wichtig ist, daß sie mit der Hand verformbar sind, ohne zu brechen, wobei diese Eigenschaft im Temperaturbereich zwischen -40°C und +70°C vorhanden sein soll.

Die Folie, die dieses Sprengstoffgemisch umgibt, kann aus jedem beliebigen Material sein, das wasser- 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, vor­ zugsweise zwischen 0,05 und 0,1 mm der Fall.

Über der öl- und wasserdichten Folie befinden sich eine oder mehrere Lagen von Klebebändern. Als Klebebänder eig­ nen sich alle bekannten Klebebänder aus beliebigem Ma­ terial, vorzugsweise jedoch aus einem reißfesten Material, wie z. B. Textilgewebebänder. Die einzelnen Lagen können auch aus Bändern aus unterschiedlichem Material herge­ stellt sein. Gegebenenfalls genügt auch nur eine Lage. Die äußerste Lage soll so angeordnet sein, daß die Oberfläche aus einer klebfähigen Schicht besteht. Dies läßt sich am besten dadurch erreichen, daß man für die äußerste Lage ein Doppelklebeband verwendet. Die Klebschicht der äußer­ sten Lage soll dabei mindestens 50% 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 beibehält. Wichtig bei dieser Form ist die Minimalhöhe von 15 mm und das Verhältnis von Höhe : Breite. Die Länge der Körper hängt von dem gewünsch­ ten Einsatzzweck ab. Der Körper braucht nicht die genaue Form eines Quaders zu haben; geringfügige Abweichungen der Kantenwinkel bis zu etwa 15° können durchaus tole­ riert werden.

Die erfindungsgemäßen Sprengkörper lassen sich von Hand über mindestens zwei ihrer Körperachsen um einen Winkel von mehr als 90° verformen. Bei geeigneten Abmessungen ist eine Verformung bis zu einem Winkel von 180° erreichbar.

Der erfindungsgemäße Sprengkörper läßt sich in einer speziellen Anwendungsform auch als Hohlladungskörper ein­ setzen. Zu diesem Zweck wird auf der Innenfläche des um eine Hauptachse gebogenen Körpers eine an sich bekannte Hohlladungseinlage aufgebracht. Diese Hohlladungseinlage kann z. B. ein vorgeformter Metallstreifen sein. Besonders geeignet sind Streifen oder Bänder aus Kupfer oder Kupfer­ legierungen. Diese Streifen werden mit Hilfe des äußeren Klebebandes direkt mit dem Sprengkörper durch Haftklebung verbunden, so daß die Metalleinlage auf den Innenflächen der beiden entstehenden Schenkel fixiert ist. Ein solcher­ maßen gebogener Sprengkörper bewirkt dann einen besonders effektiven Schneidladungseffekt.

Beispiel 1 (siehe Fig. 1)

Ein Gemisch aus 86 Gew.-% Pentaerythrittetranitrat und 14 Gew.-% Siliconöl einer Viskosität von 12.10³ m 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 ver­ formt. Das Verhältnis c : a betrug damit 1 : 10. Das Spreng­ stoffgemisch hatte folgende physikalische Eigenschaften:
Dichte 1,5 g/cm³, Gewicht 844 g, Detonationsgeschwindig­ keit 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 F 1 und F 1′ sowie F 3 und F 3′ mit einem einseitig klebenden Textil­ gewebeband (3) von 10 cm Breite verstärkt, welches wiederum mit einem Doppelklebeband (4) mit abziehbarer Schutzfolie (5) umklebt wurde.

Der Sprengkörper hatte auf den Flächen F 1 und F 1′ ein Halterungs- oder Verbindungselement gemäß Fig. 2 zur Aufnahme eines Zünders. Dieses Halterungselement bestand aus einer halbstarren PVC-Scheibe (7) von 3 mm Dicke, 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 form­ schlüssig an den Sprengstoff gedrückt.

Der Sprengkörper ließ sich bei Temperaturen bis zu -40°C 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 zurückge­ bracht werden. Der Sprengkörper konnte mehrfach über-, unter- oder hintereinandergelegt werden und nach Ein­ schrauben eines Zünders in die M10-Gewindemutter, wobei die Folie an dieser Stelle von dem Zünder durchstoßen wurde, von einer Seite aus gezündet werden. In jedem Fall fand eine einwand­ freie Übertragung auf die übrigen Sprengkörper statt.

Beim Hintereinanderlegen von drei Sprengkörpern zu einer Ladung von 75 cm Länge, aufgelegt auf eine Stahlplatte aus St 37-2 (Werkstoff Nr. 1.0161 nach DIN 17 100) 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°C bei +20°C und bei +70°C durchgeführt und hatte bei allen drei Tempera­ turen den gleichen Effekt.

Der Sprengkörper ließ sich weiterhin nach Entfernung der Schutzfolie des Doppelklebebandes mit der Fläche F 3 bzw. F 3′ durch Selbsthaftung auf Unterlagen aus den verschieden­ sten Werkstoffen wie Stein, Beton, Stahl, Holz usw. an­ bringen, wobei die Oberflächenbeschaffenheit z. B. glatt, rauh, korrodiert, trocken oder feucht war und die Unter­ lagen waagerecht, schräg und senkrecht angeordnet waren.

Bei Senkrechtanordnung an geputztem und gestrichenem Mauer­ werk blieb der Sprengkörper drei Monate haften, ohne seine Lage zu verändern oder sich zu lösen.

Beispiel 2 (siehe Fig. 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 Sprengstoffgemisch be­ stand zu 88 Gew.-% aus Hexogen und zu 12 Gew.-% aus Sili­ conöl mit einer dynamischen Viskosität von 12.10³ m Pa · s. 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 F 2 und F 2′ je ein Ver­ bindungselement gemäß Fig. 4. Das Verbindungselement be­ stand jeweils aus einer biegsamen Siliconkautschukplatte (9) mit der durch Vulkanisation jeweils fünf Spannhülsen (10) verbunden waren, deren Innendurchmesser so dimensio­ niert war, daß ein entsprechender Zünder nach Durchstoßen durch die Umhüllung durch die Klemmkräfte einen festen Halt bekam.

Das Verbindungselement wurde wie im Beispiel 1 durch die Folienhülle formschlüssig an den Sprengstoff gedrückt, wobei sich die Spannhülse ebenfalls in den Sprengstoff hineindrückten.

Der Sprengkörper konnte wiederum wie im Beispiel 1 be­ schrieben, 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 im Winkel von 90° ge­ bogen 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 der Zündung wurde die Stahlplatte, die eine Breite von 50 cm und eine Schenkellänge von 45 cm hatte, vollkommen durch­ schlagen. Der Effekt trat auch bei diesem Versuch im gesamten Temperaturbereich von -40°C bis +70°C ein.

Claims (7)

1. Von Hand ohne Rückfederung verformbarer zum Durch­ schlagen von Stahlplatten von mindestens 20 mm Dicke geeigneter Sprengkörper mit einem im Temperaturbe­ reich von -40°C bis +70°C hochbrisanten plasti­ schen Sprengstoffgemisch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Körper quader­ förmig ist, ein Gewicht zwischen 0,5 und 5 kg auf­ weist, eine Höhe von mindestens 15 mm und eine solche Breite besitzt, daß das Verhältnis von Höhe zu Breite zwischen 1 : 1 und 1 : 25 liegt und des­ sen Länge mindestens seiner Höhe entspricht, wobei dieser Körper allseitig von einer elastischen, wasser- und öldichten, reißfesten Folie einer Dicke von 0,01 bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,1 mm, 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 min­ destens 50% der Boden- und/oder Deckfläche mit einer, gegebenenfalls mit einer Schutzfolie bedeck­ ten, klebfähigen Oberfläche versehen ist.

2. Sprengkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß er an den Seitenflächen zwischen dem Sprengstoff und der diesen umgebenden Folie elasti­ sche, streifenförmige Halterungselemente enthält, auf denen eine oder mehrere Vorrichtungen zum An­ bringen von Zündmittel angeordnet sind.

3. Sprengkörper gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtungen zum Anbringen von Zünd­ mittel als Hohlkörper mit Elementen zum Befestigen der Zündmittel ausgebildet sind.

4. Sprengkörper gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halterungselemente mit Spannhülsen zum Anbringen der Zündmittel versehen sind.

5. Sprengkörper gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halterungselemente mit Gewinde­ muttern zum Anbringen der Zündmittel versehen sind.

6. Sprengkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß sie um ihre Längs- oder Querachse gebogen sind und sich auf der klebfähigen Oberfläche der Innenflächen der erhaltenen Schenkel Metalleinlagen zur Erzielung eines Hohlladungs­ effektes befinden.

7. Sprengkörper gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Metalleinlagen aus Kupfer oder Kupfer­ legierungen bestehen.