EP0847972A1 - Pyrotechnic delay element, method of manufacture and its use - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Verzögerungselement, bestehend aus aufeinander gepressten Sätzen, welche in einer metallischen Hülse angeordnet sind, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung.The invention relates to a pyrotechnic delay element, consisting of pressed sentences, which in a metallic sleeve are arranged, and a method for its manufacture and its use.
Aus der EP -A1- 0 304 973 ist ein besonders für eine Zündung durch einen Schlagbolzen geeignetes, pyrotechnisches Verzögerungselement bekannt. Dieses enthält im Anfeuerung- und Verzögerungssatz toxische Schwermetallverbindungen, welche heute in der Fabrikation und in ihrer Anwendung wegen ihrer Emissionen und Rückständen unerwünscht sind.From EP-A1-0 304 973 one is particularly suitable for ignition suitable pyrotechnic delay element by means of a firing pin known. This contains in the cheering and delay set toxic heavy metal compounds, which today in manufacturing and in their use because of their emissions and residues are undesirable.
Dieses Verzögerungselement hat zudem den Nachteil, dass es eine relativ hohe Zündenergie erfordert.This delay element also has the disadvantage that it requires a relatively high ignition energy.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein schadstoffarmes pyrotechnisches Verzögerungselement zu schaffen, welches umweltfreundlich ist, nur eine niedrige Zündenergie bedarf, sowohl elektrisch als auch pyrotechnisch zündbar ist. Die Verzögerungszeiten sollen im Sekundenbereich vorbestimmbar und reproduzierbar sein. Das Verzögerungselement soll sich insbesondere auch zum Anzünden von Nebelmunition eignen und nur geringe Abmessungen aufweisen.It is therefore an object of the invention to be a low-emission pyrotechnic Creating a delay element which is environmentally friendly is, only a low ignition energy is required, both is ignitable both electrically and pyrotechnically. The delay times should be predeterminable and reproducible in the range of seconds be. The delay element should in particular also suitable for firing smoke ammunition and only have small dimensions.
Die vorgenannte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Übergänge zwischen je zwei benachbarten Sätzen eine ineinander verzahnte und verdichtete feste Phase aus Teilen der beiden Sätze bilden.The above task is solved in that the transitions one between each other between two adjacent sentences toothed and compressed solid phase from parts of the two Build sentences.
In den einzelnen Sätze wird vorwiegend Schwarzpulver, auch Mehlpulver genannt, als Brennstoff verwendet. Black powder is predominantly used in the individual sets, too Flour powder called, used as fuel.
Das Verfahren zur Herstellung besteht darin, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Anfeuerungssatz in die Hülse eingefüllt wird, dass in einem zweiten Schritt eine Teilportion des Verzögerungssatzes eingefüllt wird, dass in einem dritten Schritt die beiden Schichten mit einem Pressstempel gepresst werden, dass in einem vierten Schritt jeweils weitere Teilportionen des Verzögerungssatzes in die Hülse eingefüllt werden, wobei jede Teilportion vor dem Einfüllen der nächsten Teilportion mit dem Pressstempel gepresst wird, und dass in einem fünften Verfahrensschritt die letzte Teilportion des Verzögerungssatzes mit dem nachfolgend eingefüllten Übertragungssatz gepresst wird.The manufacturing process is that in one first step of the firing set in the sleeve is filled in that in a second step a portion of the delay rate is filled in that in a third step the two layers with a press stamp are pressed, that in a fourth step further Portions of the delay set filled into the sleeve be, each portion before filling the next portion is pressed with the ram, and that in a fifth step the last portion of the delay rate with the one filled in below Transfer set is pressed.
In abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes beansprucht.In dependent claims, preferred developments of the Claimed subject of the invention.
Die Vorbestimmung der Brennzeit des Verzögerungselements nach Anspruch 2, ist leicht realisierbar zwischen 1 bis 13 Sekunden.The predetermination of the burning time of the delay element after Claim 2 is easily realized between 1 to 13 seconds.
Die Brennzeit ist primär eine Funktion der Länge des Verzögerungssatzes und somit in einfacher Weise vorbestimmbar. Dadurch ergibt sich eine hohe Reproduzierbarkeit, wodurch die Sicherheit des pyrotechnischen Elements gewährleistet ist.The burn time is primarily a function of the length of the delay set and thus predeterminable in a simple manner. Thereby the reproducibility is high, which makes the Security of the pyrotechnic element is guaranteed.
Besonders bewährt hat sich ein Anfeuerungssatz nach Anspruch 3 der eine Zusammensetzung aus 99% Schwarzpulver und 1% Bindemittel aufweist.A lighting set according to claim has proven particularly useful 3 a composition of 99% black powder and 1% binder having.
Die Brennzeit des Verzögerungssatzes kann zusätzlich nach Anspruch 4 variiert werden, durch den in einem sehr weiten Bereich einsetzbaren Anteil des Brennstoffs Schwarzpulver, sowie des Siliciums oder des Eisen-III-oxids, wobei die beiden letztgenannten Komponenten als Schlackenbildner wirken. The burning time of the delay set can additionally according to claim 4 can be varied by in a very wide range usable proportion of the fuel black powder, as well of silicon or ferric oxide, the two the latter components act as slag formers.
Ein Verzögerungssatz ohne Schwarzpulver gemäss Anspruch 5,
weist Mangandioxid-Zirkonium als Brennstoff auf; es hat sich
im erfindungsgemässen Verzögerungselement ebenfalls bewährt.A delay set without black powder according to
Der Übertragungssatz wird zweckmässigerweise energetisch an den Verzögerungssatz angepasst.The transfer rate is expediently energetically adjusted the delay rate.
Deshalb wird ein Verzögerungssatz mit der Zusammensetzung
nach Anspruch 4 mit einem Übertragungssatz gemäss Anspruch 6,
ergänzt.Therefore, a delay rate with the composition
according to claim 4 with a transfer sentence according to
Nach Anspruch 6 wird die benötigte Energie zur Ausbildung eines
Flammstrahls im Übertragungssatz, durch die Zugabe von
Zirkonium - als Reduktionsmittel für das Schwarzpulver - erzielt.According to
Der Übertragungssatz nach Anspruch 7 hat sich bestens bewährt
als Ergänzung zum Verzögerungssatz nach Anspruch 5. Hier wird
die erhöhte Brennenergie durch die Zugabe von Magnesium erreicht.The transmission rate according to claim 7 has proven itself
as a supplement to the delay rate according to
Die Zusammensetzung des Schwarzpulvers nach Anspruch 8 hat sich als vorteilhaft erwiesen.The composition of the black powder according to claim 8 proved to be beneficial.
Durch das gemeinsame Fressen zweier Satztypen gemäss Verfahrensanspruch 9, wird eine hervorragende Verzahnung zwischen zwei benachbarten Sätzen gewährleistet, was eine besonders funktionssichere Zündkette ergibt.By eating two sentence types together according to the process claim 9, will have excellent interlocking between two adjacent sentences ensures what a special reliable ignition chain results.
Das Pressverfahren gemäss Anspruch 10, wird bevorzugt mit einem
Druck von zirka 31 kN/cm2 ausgeführt.The pressing method according to
Anhand praktisch realisierter Ausführungsbeispiele wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert.Based on practically implemented exemplary embodiments, the Subject of the invention explained in more detail.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch ein vereinfacht dargestelltes Verzögerungselement mit seinen verzahnten Sätzen
- Fig. 2
- die Brennzeit in Abhängigkeit der Säulenlänge für ein bestimmtes Verzögerungselement
- Fig. 1
- a longitudinal section through a delay element shown in simplified form with its toothed sets
- Fig. 2
- the burning time depending on the column length for a specific delay element
Das ganze Verzögerungselement ist in Fig. 1 mit 1 bezeichnet.
Es besteht aus einer länglichen, zylindrischen Hülse 2 welche
an einem ihrer Enden mit dem Anfeuerungssatz 3 gefüllt ist,
am anderen Ende mit dem Übertragungssatz 5. Der Verzögerungssatz
4, füllt das mittlere Volumen der Hülse 2. Weiter ist
der verzahnte Übergang 34 des Anfeuerungssatzes 3 zum Verzögerungssatz
4 und der Übergang 45 vom Verzögerungssatz 4 zum
Übertragungssatz 5 ersichtlich.The entire delay element is denoted by 1 in FIG. 1.
It consists of an elongated, cylindrical sleeve 2 which
is filled at one end with the
Ein frontseitiges Gewinde 6 dient der lösbaren Kupplung mit
einem Nebelsatz 7; in ein rückseitiges Gewinde werden notorisch
bekannte Zünder (elektrisch oder solche mit Zündstiften)
angekoppelt.A
Die beispielsweise Herstellung eines Verzögerungselementes 1
mit einem Innendurchmesser von 3,5 mm erfolgt direkt in dessen
Hülse 2. In einem ersten Schritt werden 50 mg des Anfeuerungssatzes
3 in die Hülse dosiert. Danach eine kleine Teilmenge
des Verzögerungssatzes 4. Diese kann zwischen 20 und 50
mg variieren. Beide Sätze werden gepresst, was eine typische
Verzahnung 34 an der Grenzfläche beider Sätze verursacht. Im
nächsten Schritt wird eine weitere Portion von 50 bis 100 mg
des Verzögerungssatzes 4 in die Hülse 2 gefüllt und gepresst.
Dieser Schritt wird entsprechend der Gesamtmenge des zu dosierenden
Verzögerungssatzes 4 mehrmals wiederholt, bis die
vorgegebene Menge, beziehungsweise die gewünschte Länge des
Verzögerungssatzes 4 erreicht ist. Bevor die letzte Portion
des Verzögerungssatzes 4 gepresst wird, werden 30 bis 100 mg
des Übertragungssatzes 5 in die Hülse dosiert und dann gepresst.
Dies erzeugt wiederum einen verzahnten Übergang 45
zwischen den Verzögerungs- und Übertragungssatz 4 bzw. 5.The production of a
Besonders bewährt haben sich Messinghülsen mit einem Innendurchmesser von 3,5 mm. Die Länge der Hülsen variiert nach der gewünschten Verzögerungszeit, beziehungsweise nach der zu verpressenden Satzmenge, von 15 bis 30 mm. Als Pressstempel werden Planstempel wie auch Stempel mit Riffelmuster verwendet. Das Pressen erfolgt vorzugsweise mit einem Druck von 31 kN/cm2; die Haltezeit jeder Pressstufe beträgt 4 bis 6 s.Brass sleeves with an inner diameter of 3.5 mm have proven particularly useful. The length of the sleeves varies from 15 to 30 mm depending on the desired delay time or the number of sets to be pressed. Planned stamps as well as stamps with a corrugated pattern are used as press stamps. The pressing is preferably carried out at a pressure of 31 kN / cm 2 ; the holding time of each press stage is 4 to 6 s.
Es hat sich gezeigt, dass sich die portionenweise Dosierung
nach dem Innendurchmesser der Hülse 1 richten muss. Dabei
soll bei jedem Pressvorgang die von diesem erzeugte Satz-Säule
das Mass des Innendurchmessers der Hülse nicht überschreiten.It has been shown that the dosage in portions
towards the inside diameter of the
Bevorzugt ist eine Säulenhöhe welche jeweils 70 bis 80% des Innendurchmessers beträgt.A column height which is in each case 70 to 80% of the Inner diameter is.
Im folgenden werden die Zusammensetzungen einiger bewährter
Sätze beschrieben:
Selbstverständlich können auch andere Bindemittel, nicht ausschliesslich Binder14 eingesetzt werden. Es wurden Cellulosederivate und Polymere wie Polyvinylpyrrolidon (PVP) ebenfalls eingesetzt und getestet. Es ist jedoch offensichtlich, dass andere Bindemittel, andere Brennzeiten des Verzögerungssatzes bewirken. Für eine Zusammensetzung des Verzögerungssatzes von 43% Schwarzpulver, 46% Si und 11% Fe2O3, wurde mit 0,5% Binder14 eine Brennzeit von 3,1 s erreicht; mit 6% Binder14 eine Brennzeit von 4,1 s; mit 1% PVP 3,0 s und mit 1% Kollodium E21 eine solche von 2,4 s.Of course, other binders can also be used, not exclusively Binder14. Cellulose derivatives and polymers such as polyvinyl pyrrolidone (PVP) were also used and tested. However, it is evident that different binders, different firing times of the retardation set. For a composition of the retardation rate of 43% black powder, 46% Si and 11% Fe 2 O 3 , a burning time of 3.1 s was achieved with 0.5% binder14; with 6% binder14 a burn time of 4.1 s; with 1% PVP 3.0 s and with 1% collodion E21 a time of 2.4 s.
Das verwendete Zirconium war von handelsüblicher Qualität FA Pulver, von DEGUSSA AG; ebenfalls das Eisendioxid und Silicium waren in handelsüblichen Körnung. Magnesium der Qualität "Standard" von Mimeta SA, CH-1000 Lausanne; Mangandioxid der Qualität "Praktisch" von FLUKA; PVP - Polvvinylpyrrolidon K-30 der Firma GAF AG CH-6300 Zug; Kollodiumwolle E21 wurde vom Plüss-Staufer in CH-Oftringen geliefert.The zirconium used was of commercial quality FA Powder, from DEGUSSA AG; also the iron dioxide and silicon were in commercial grit. Magnesium of quality "Standard" from Mimeta SA, CH-1000 Lausanne; Manganese dioxide "Practical" quality from FLUKA; PVP - polyvinyl pyrrolidone K-30 from the company GAF AG CH-6300 Zug; Collodion wool E21 was from Plüss-Staufer delivered in CH-Oftringen.
In Fig. 2, ist bei einer Hülse 2, mit einer Bohrung von 3,5
mm Durchmesser, die Brennzeit t in Sekunden als Funktion der
Länge l in mm graphisch dargestellt. Diese Versuchsreihe bezieht
sich auf einen konstanten Verzögerungssatz der Zusammensetzung
Mehlpulver 43%, Fe2O3 11%, Si 45% und Bindemittel
Binder14 1%. Die Mengen und Zusammensetzungen des Anfeuerungssatzes
und des Übertragungssatzes wurden ebenfalls konstant
gehalten und die gemessene Verzögerungselemente unter
gleichen Pressdrucken hergestellt. Die gemessenen Brennzeiten
weisen eine lineare Abhängigkeit von der Länge der Säule des
Verzögerungssatzes auf, wie die eingezeichnete Regressionsgerade
zeigt; die extrapolierten Bereiche der Geraden sind
zeichnerisch abgehoben.In Fig. 2, with a sleeve 2, with a bore of 3.5 mm in diameter, the burn time t in seconds as a function of length l is graphically represented in mm. This series of experiments relates to a constant deceleration rate of the composition flour powder 43%, Fe 2 O 3 11%,
Die lineare Beziehung ermöglicht die besonders einfache Vorbestimmung der Brennzeit des Erfindungsgegenstandes; sie lässt sich im strich-punktierten Bereich extrapolieren.The linear relationship enables particularly simple predetermination the burning time of the subject of the invention; she can be extrapolated in the dash-dotted area.
Der Erfindungsgegenstand eignet sich hervorragend zum Anzünden von Nebelwurfkörpern der Art nach EP -B1- 0 322 951 sowie EP -B1- 0 362 523 und weiteren insbesondere an Kampfpanzern installierten Nebel-Wurf-Systemen.The subject of the invention is excellently suitable for lighting of smoke projectors of the type according to EP -B1- 0 322 951 and EP -B1- 0 362 523 and others in particular on battle tanks installed fog-throwing systems.
Besonders günstig ist die geringe Umweltbelastung des Verzögerungselementes, so dass es sich auch für Übungsmunition anbietet.The low environmental impact of the delay element is particularly favorable, so that it also lends itself to practice ammunition.
Claims (11)
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