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Sprengkapsel Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Sprengkapsel,
die nach einer im voraus bestimmten Zeit von selbst detoniert und zur Herbeiführung
bzw. Initiierung von Sprengwirkungen aller Art benutzt werden kann. Die Sprengkapsel
läßt sich mit einfachen Mittelnundvölliggefahrlosherstellen und schließt einerseits
Versager mit Sicherheit aus, bietet aber andererseits die Sicherheit, daß bei Auftreten
kleiner Fehler in der Herstellung keine unerwünschte Entzündung stattfinden kann.
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Die Erfindung geht von der bekannten Tatsache aus, daß sich fein verteiltergelberPhosphor
von selbst an der Luft entzündet. Bekannt ist der Versuch, eine Lösung von gelbem
Phosphor in Schwefelkohlenstoff herzustellen und das Lösungsmittel verdunsten zu
lassen, worauf sich der in feiner Verteilung auf einem geeigneten Träger zurückbleibende
Phosphor an der Luft von selbst entzündet. Diese Erscheinung wird zur Herstellung
der neuen selbsttätig zündenden Sprengkapseln ausgenutzt.
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Es ist bekannt, gelben Phosphor in gelöster Form zur Zündung von Abwurfbomben
zu verwenden. Erfindungsgemäß wird nun die Eigenschaft einer Lösung von gelbem Phosphor,
nach Verdunsten des Lösungsmittels zur Selbstentzündung zu führen, zur Herstellung
von lagerbeständigen hochwirksamen Sprengkapseln genau festgelegter Zündverzögerungsdauerbenutzt.
Durch geeignete Wahl der Menge bzw. Art des verdunstungsfähigen Lösungsmittels wird
dessen Verdttnstungsdauer der jeweils gewünschten Zündverzögerung angepaßt, und
es gelingt auf dieseWeise, den Zeitpunkt der Zündung mit äußerst einfachen Mitteln,
also ohne komplizierte Zeitzünder irgendwelcher Art, mit Sicherheit festzulegen.
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Zur Herstellung der Sprengkapseln werden folgende Teile gebraucht:
i. Ein dem bekannten Salpeterpapier ähnliches Papier, beispielsweise Filterpapier,
das mit einer Lösung sauerstoffabgebender Salze getränkt und dann getrocknet ist.
Das Papier wird im folgenden kurz Zündpapier genannt. Besonders bewährt hat sich
eine konzentrierte Lösung von 8 g Kaliumchlorat, 15 g Salpeter und ioo g
Wasser. Das Mischungsverhältnis der gelösten Salze kann auch ein anderes sein, ebenso
kann zur Tränkung des Filterpapiers auch eine Lösung von reinem Kaliumchlorat oder
eine solche von reinem Salpeter verwendet werden. Auch kann das Kaliumchlorat ersetzt
werden durch Kaliumperchlorat.
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2. Eine Lösung von gelbem Phosphor in einem verdunstendenLösungsmittel,
beispielsweise Schwefelkohlenstoff. Als geeignetes Mischungsverhältnis hat sich
eine Lösung von einem Gewichtsteil Phosphor in einem Gewichtsteil Schwefelkohlenstoff
erwiesen. Dieses Mischungsverhältnis kann aber auch abgewandelt und den jeweiligen
Bedürfnissen entsprechend angepaßt werden. Beispielsweise kann ein Verhältnis von
Phosphor zu Schwefelkohlenstoff, wie i : 2, i : 3 oder i : q., verwendet werden.
Bis zu gewissem Grade kann
auch die Menge des Phosphors die des
Schwefelkohlenstoffs überschreiten. Jedoch führt eine zu weit getriebene Überschreitung
in. dieser Richtung zu einer Einbuße an Zünd= fähigkeit. Es können auch andere Lösungsmittel
als Schwefelkohlenstoff und Mischürj-::. gen von diesen verwendet werden. Das 'be=--stimmt
sich nach der jeweils gewünschten Verdunstungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels,
die eine maßgebende Rolle für die Verzögerungsdauer der Zündung spielt. Als solche
Lösungsmittel für gelben Phosphor können z. B. dienen: Äther, Benzol, Terpentinöl,
fette Öle (z. B. Lebertran), Chlorschwefel, Phosphortrichlorid, Phosphortribromid
und andere. Die Lösung wird in folgendem Phosphorlösung genannt.
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3. Eine Mischung aus fein verteiltem-trocknem Kaliumchlorat und rotem
Phosphor. Diese beiden Bestandteile werden mit einem geeigneten Dispersionsmittel,
wie Gummiarabikum, Fischleim, Kolodiumlösung o. dgl., zusammengemischt, in dieser
Teigforin in weiter unten beschriebener Weise in die Kapsel eingebracht und bei
etwa 4o bis q.5° getrocknet. Zur Erzielung der größtmöglichen Wirkung empfiehlt
es sich, das pulverförmige Kaliumchlorat in stöchiometrischem Verhältnis mit dem
roten Phosphor anzuwenden. Gewisse Änderungen in dem Mischungsverhältnis sind möglich.
Insbesondere kann das stöchiometrische Verhältnis durch einen Mindergehalt von Phosphor
unterschritten werden im Hinblick auf den bei der weiter unten beschriebenen Füllung
der Sprengkapsel mit der Phosphorlösung zugesetzten Gehalt an gelbem Phosphor. Die
beschriebene Mischung wird in folgendem Zündpaste genannt.
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Ganz feingepulvertes trockenes Kaliumchlorat, das gegebenenfalls durch
Kaliumperchlorat ersetzt werden kann.
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Der Aufbau der Kapsel ist nun folgender: Man verwendet zweckmäßig
ein zylinderförmiges Näpfchen aus Messing oder anderem Metall von beispielsweise
2o mm Durchinesser, das mit einem kleinen Deckel verschlossen werden kann. Auf den
Boden des Näpfchens kommen einige der Grundfläche angepaßte Blättchen des Salpeterpapiers.
Dann wird eine geeignete Zündmasse eingebracht und das Ganze wieder mit einigen
Zündpapierblättchen bedeckt. Nun wird eine geeignete Menge der Phosphorlösung aufgetropft,
die den Inhalt der Kapsel mehr oder weniger durchtränkt. Die Menge und Zusammensetzung
dieser Phosphorlösung richtet sich nach der gewünschten Zündverzögerungszeit. Nunmehr
wird unter Zwischenlegung eines Federringes die Kapsel luftdicht mit einem Deckel
verschlossen. Will man jetzt die Kapsel zur Entzündung bringen, so wird der Deckel
abgehoben oder durchlocht, und es beginnt die Verdunstung des Lösungsmittels der
Phosphorlösung. Wenn das gesamte Lösungsmittel verdunstet ist, so entzündet sich
der Phosphor unter dein Einfluß der eindringenden Luft, und die Zündmasse explodiert.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
In diesen zeigt Fig. i eine gefüllte Zündkapsel im Querschnitt und in Aufsicht,
Fig.2 eine Zündkapsel mit anderer Füllung, Fig.3 eine mit einem Sauerstoffbehälter
verbundene Zündkapsel für Unterwasserzündung und Fig. q. eine elektrisch überwachte
Zündkapsel.
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Die Zündkapsel nach Fig. i besteht aus einem Kapselkörper i mit einem
Deckel 2. Auf dem Boden der Zündkapsel von 2o mm Durchmesser und o,i bis o,i5 mm
Blechdicke befinden sich einige Blättchen Zündpapier 3, und diese sind überschichtet
mit 0,33 g fein gepulverten Kaliumchlorats q.. Darüber liegen wieder einige
Blättchen Zündpapier, und das Ganze wird durch einen Federring 5 zusammengehalten.
Dazu gibt man nun eine abgemessene Menge der Phosphorlösung, beispielsweise q. bis
i2 Tropfen, je nach der gewünschten Zündverzögerung. Nach Einbringen der Lösung
wird der Deckel aufgesetzt und bei 7 dicht verkittet oder verlötet. Dazu muß ein
in Schwefelkohlenstoff unlöslicher Kitt, beispielsweise Fischleim, verwendet werden
oder, wenn die Kapsel zugelötet wird, ein niedrig schmelzendes Lot wie Wood-Metall.
Das Öffnen des Deckels kann beispielsweise mittels eines zangenartigen Gerätes erfolgen,
das den Deckel in vier Lappen unterteilt, die nach innen gebogen werden. Dann kann
die Luft eindringen und die Verdunstung beginnen.
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Will man eine stärkere Zündkapsel herstellen, so wird auf die untersten
Blättchen des Zündpapiers die obenerwähnte Zündpaste 6 gegossen. Die Herstellung
der Kapseln erfolgt zweckmäßig in Fließarbeit. Dabei gießt man beispielsweise eine
aus o,i g rotem amorphem Phosphor, 0,33 g Kaliumchlorat und einer geeigneten
Menge Kollodiumlösung oder Fischleim bestehende teigförmige Paste ein. Bei Verwendung
von Kollodiumlösung ist beim Erscheinen der betreffenden Kapsel an der nächsten
Arbeitsstelle des Fließbandes das Lösungsmittel so weit verdunstet, daß nunmehr
wieder einige Blättchen Zündpapier, trockenes Kaliumehlorat und noch ein paar Blättchen
Zündpapier in der
oben beschriebenen Weise eingebracht und nach
Auftropfen der erforderlichen Phosphorlösung die Kapsel verschlossen werden kann.
Arbeitet man mit einer Fischleim enthaltenden Paste, so wird die Kapsel nach dem
Eingießen der Paste durch einen Trockenofen, der auf 4o bis 45° geheizt ist, geschickt
und kann dann an der nächsten Arbeitsstelle fertiggemacht werden.
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Will man noch längere Abbrennzeiten erhalten, so kann man beispielsweise
2.1. Tropfen der Phosphorlösung verwenden, diese aber auf die Hälfte verdünnen.
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Will man die dreifache Wirkung erzielen, so kann man mit o,66 g lockerem
Kaliumchloratpulver, o,2 g amorphem Phosphor und 0,33 g Kaliumchloratpulver
in Teigform arbeiten, wobei jedoch auch wieder o,i g gelber Phosphor in gelöster
Form zugesetzt wird. In diesem Falle ist also im ganzen 0,3 g Phosphor und
o,99 g Kaliumchlorat in der Kapsel enthalten. Das durch etwa fehlenden gelben Phosphor
gestörte äquivalente Verhältnis zum Kaliumchlorat wird also durch geeignete Zugabe
amorphen Phosphors wiederhergestellt.
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Einer Paste von 0,3 g rotem Phosphor und o,69 g Kaliumchlorat
entsprechen 12 Tropfen Phosphorlösung, einer Paste von o,267 g rotem Phosphor. und
o,69, g Kaliumchlorat entsprechen 8 Tropfen Phosphorlösung und einer Paste von 0,234
g rotem Phosphor und o,69 g Kaliumchlorat entsprechen 4 Tropfen Phosphorlösung.
Arbeitet man mit einer Phosphorlösung von i : i, so wird sichere Zündung durch i
bis 12 Tropfen Phosphorlösung herbeigeführt, je nachdem, wie lange die Verzögerung
dauern soll. Vier Tropfen führen beispielsweise zu einer Zündverzögerung von i o
Minuten, 8 Tropfen zu einer solchen von 14,5 Minuten und 12 Tropfen zu 19,5 Minuten
Verzögerung. Wie bereits oben erwähnt, kann die Verzögerungszeit auch durch Auswahl
geeigneter Mischlösungsmittel geändert werden. So z. B. kann man den gelben Phosphor
in einer Mischung von Schwefelkohlenstoff und Tetrachlorkohlenstoff lösen. Zur Erzielung
längerer Zündungszeit kann die Phosphorlösung auch weiter verdünnt werden, beispielsweise
auf ein Verhältnis von i : 4. Dementsprechend wird der Gehalt an rotem Phosphor
in der Paste erhöht. Auch die Form der Kapsel und die dadurch bedingte Verdunstungsfläche
kann so abgewandelt werden, daß die jeweils gewünschte Zündverzögerung erzielt wird.
Durch geeignete Wahl der Tropfenanzahl und durch Formveränderung der Kapsel können
Abbrennzeiten von 5 Minuten bis zu Stunden, Tagen und Wochen erzielt werden. Die
Stärke der Kapseln kann durch entsprechende Bemessunb der Füllung eingestellt werden.
Beispielsweise können Standardkapseln mit einer Füllung von 0,3 bis 3 g Zündmasse
hergestellt werden, wodurch Sprengkapseln entstehen, die mit den Nummern i bis io
bezeichnet werden können.
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Die fertig gefüllte und geschlossene Kapsel ist unbegrenzt lagerfähig,
wenn sie luftdicht verschlossen ist. Ist der Verschluß etwas schadhaft, so daß langsam
Luft einströmen kann, so besteht trotzdem keine Gefahr, da sich in diesem Falle,
wie die Versuche ergeben haben, der gelbe Phosphor nach diesem langsamen Verdunsten
des Lösungsmittels nicht entzündet, sondern sich in eine schmierige Masse verwandelt.
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Zur Füllung der Zündkapsel können an Stelle des oben angegebenen Kaliumchlorats
oder Kaliumperchlorats auch beliebige andere Sprengstoffe und Detonatoren verwendet
werden.
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Will man eine Zündkapsel herstellen, die auch ohne Luftzutritt, beispielsweise
unter Wasser, zündet, so wird die Ausführungsform nach Fig. 3 gewählt. In dieser
ist der Tei18 die eigentliche Sprengkapsel, und der Teil 9 ist eine auf den Deckel
der Kapsel dicht aufgesetzte Patrone mit komprimiertem Sauerstoff, beispielsweise
von einer halben Atmosphäre Druck. Der Deckel io dieser Patrone ist nach Art der
Verschlußdeckel von Aneroidbarometern nachgiebig busgebildet und trägt einen Stift
i i, der sich mit seiner Spitze gegen den Deckel der eigentlichen Zündkapsel legt.
Soll jetzt die Zündung vorbereitet werden, so drückt man den Deckel io und den an
ihm befestigten Stift i i nach unten, so daß die Spitze den Deckel der Zündkapsel
eindrückt. Unterhalb dieses Deckels sitzt ein breiterer Stift 12, der oben in ein
seitlich durchlochtes Röhrchen 13 ausläuft. Wenn der Stift i i so weit heruntergedrückt
ist, daß er den Boden dieses kleinen Röhrchens erreicht, so pflanzt sich der auf
den Stift ausgeübte Druck auch auf den Bolzen 12 fort und dieser durchdringt dann
mit seiner entenliegenden Spitze auch den Boden der Sprengkapsel. Die bei dieseln
Ausführungsbeispiel in die Sprengkapsel eingelegten Zündpapierblättchen sind vorher
zweckmäßig durchlocht worden. Nachdem so zwischen dem Inhalt der Sauerstoffpatrone
und dem Äußeren der gesamten Patrone eine Verbindung hergestellt ist, tritt der
unter Druck befindliche Sauerstoff durch die seitlichen Bohrungen. des Röhrchens
13 in die eigentliche Sprengkapsel, durchströmt diese und tritt durch den nunmehr
durchstoßenen Boden wieder aus. Dabei wird das Lösungsmittel der Phosphorlösung
zur Verdunstung gebracht, und nach einer gewissen Zeit entzündet
sich
der zurückbleibende gelbe Phosphor, und es erfolgt die Detonation der Sprengkapsel.
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Zuweilen kann es erwünscht sein, die Verdunstung des Lösungsmittels
einer bereits geiiffneten Kapsel zu unterbrechen. Auch kann der Fall eintreten,
daß man den Deckel der Kapsel aus der Entfernung öffnen will, worauf dann der Verdunstungsvorgang
einsetzt. Zu diesem Zweck kann das Öffnen und Schließen des Deckels auf elektrischem
Wege, gegebenenfalls in an sich bekannter Weise unter Fernsteuerung, erfolgen. Eine
solche Anordnung ist in Fig.4 dargestellt. In dieser ist die gefüllte Kapsel 14
mit einem Deckel 15
verschlossen, der durch eine Feder 22 für gewöhnlich auf
die Kapsel gedrückt gehalten wird. Der Deckel ist mit dem Anker eines Elektromagneten
o.,dgl. verbunden. Diese Einrichtung ist mit 16 bezeichnet. Schickt man durch die
Spule f-7 einen Strom, so wird der Kern 16 in die Spule hineingezogen und der Deckel
abgehoben. Wird der Strom unterbrochen, so drückt ,die Feder 22 den Deckel wieder
auf, und der Verdunstungsvorgang kommt zum Stillstand. Auf diese Weise kann man
also eine bereits geöffnete Kapsel zeitweilig wieder schließen und so die Verzögerungszeit
verlängern.
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Zur Regulierung der Verdunstungszeit kann die Anordnung auch so getroffen
werden, daß der Kapseldeckel verschiebbar angeordnet und daß er von Hand oder elektrisch
mehr oder weniger weit geöffnet wird. Auf diese Weise läßt sich die Geschwindigkeit
der Verdunstung in weitem Maße regulieren. Es können äuch die Ausführungsformen
nach den Fig. 3 und 4 vereinigt werden, so daß also auch eine Fernüberwachung einer
Unterwasserpatrone möglich ist.