EP2989069A1

EP2989069A1 - Elektrisch zündbarer hülsenloser treibsatz, dessen herstelung und verwendung

Info

Publication number: EP2989069A1
Application number: EP14723321.7A
Authority: EP
Inventors: Willi Haug; Meinrad Zeh
Original assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2016-03-02
Also published as: DE102014105285A1; CN105121389A; MX2015014845A; WO2014173504A1; JP2016525992A; CN105121389B; US20160046536A1

Abstract

Elektrisch zündbarer hülsenloser Treibsatz in Form einer hülsenlosen Treibtablette (5), dadurch gekennzeichnet, dass er erhältlich ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder Pulverform und von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Verpressen zu einer Treibtablette, dessen Herstellung und Verwendung sowie verwandte Erfindungsgegenstände. Zu den Verwendungen gehören: Verwendung des Treibsatzes in einem Bolzenschubgerät zum Einschießen von Bolzen, als Explosivsatz in einer Schreckschussvorrichtung, als gasentwickelndes Element in Airbags, zum Antrieb von Schneidevorrichtungen, zum Antrieb von Pressvorrichtungen (z.B. zum Zusammenpressen von zangenartigen Elementen) oder als Treibsatz in Kleinkalibergewehren für sportliche Zwecke, oder für Bolzenschussgeräte zur Tierschlachtung.

Description

Elektrisch zündbarer hülsenloser Treibsatz, dessen Herstellung und Verwendung

Die Erfindung betrifft einen elektrisch zündbaren hülsenlosen Treibsatz (beispielsweise für Bolzenschubgeräte oder andere Vorrichtungen und Zwecke wie unten näher dargelegt) in Form einer hülsenlosen Treibtablette, oder ferner einen tabletten- förmigen Zündsatz.

Die Offenlegungsschrift DE 2417967 beschreibt zum Eintreiben für Befestigungszwecke geeignete Nitrozellulose-basierte Treibsätze, die in Hülsen mit zwei offenen Enden vorgesehen sind, an deren einem Ende mittels eines Funkens oder eines heißen Drahtes die Zündung vorgenommen werden kann. Alternativ kann die Zündung mittels eines Stroms durch eine speziell ausgeformte Strom leitende hülsenförmige Metallbeschichtung, wie in der Auslegeschrift DE 1 300 845 beschrieben, erfolgen.

Nachteilig an diesen Vorrichtungen ist die Notwendigkeit relativ aufwändiger Hülsen.

Andererseits beschreibt die US 3,854,400 hülsenlose Treibmittel mit einer durch Herauslösen von einem Bindemittel (z.B. Kaliumnitrat oder Toluol) erzielten Porosität insbesondere für Feuerwaffen, die mittels zusätzlicher Zündladungen gezündet werden können. Weitere Zutaten sind Nitrozellulose mit einem Stickstoff-Gehalt von 13.2 bis 13.5 % („Schießbaumwolle"), Diphenylamin als Stabilisator, sowie weitere Beimischungen. Offenbar sind diese mechanisch (z.B. mittels Zündbolzen) zündbar .

Auch die DE OS 2 245 510 beschreibt Treibmassen für hüllenlose Treibladungen als Kraftquelle für Projektile und Schlagwerkzeuge. Diese beinhalten eine Mischung aus Nitrozellulose mit hohem Stickstoffgehalt (13,2 bis 13,4 %) und mit niedrigem Stickstoffgehalt (z.B.11, 6 bis 11,8 %) sowie Kaliumnitrat, die zu Körnern geformt werden, dann unter Herauslösen des Kaliumnitrats in poröse Form überführt und als 1,4 mm dicke „Schnur" extrudiert werden, die dann in 0,32 mm dicke Scheiben zer^¬ schnitten werden. Diese Scheiben werden sodann in einer Pfanne mit feinem Graphit getrommelt, um einen Überzug für verbesserte Fließeigenschaften und Einfüllung in eine Form zu gewähr^¬ leisten, und die Teilchen werden dann in einer Form zu zylinderförmigen Treibladungen verpresst. Hier werden stets zusätzliche Zündmassen in eine Kerbe eingefüllt. Elektrische Zündung wird nicht erwähnt.

Die DE OS 1 906 573 schließlich betrifft hüllenlose Explosivladungen, die mittels Stromquellen wie Taschenlampenbatterien oder Kondensator-Entladeschaltungen gezündet werden können. Für die Zündung werden ein- oder mehrsträngige Drähte oder Graphitstifte in die Masse eingebracht.

Bekannte Tabletten oder ähnlich ausgestaltete Treibsätze wiesen somit relativ komplexe Strukturen auf.

Insbesondere ist ihr Aufbau relativ aufwändig, sofern stromleitende Drähte oder Stifte das zündfähige Treibmaterial durchziehen oder umgeben müssen, um eine elektrische Zündung zu ermöglichen.

Die DE 37 07 694 C2 beschreibt elektrisch anzündbare

Anzündsätze für hülsenlose Munition und Treibkartuschen, welche unter anderem Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt von 13,5 %, Zinkperoxid und Kohlenstofffasern beinhalten.

Diese dienen zum Anzünden der eigentlichen Treibsätze. Auch die DE 33 46 739 beschreibt Anzündsätze (Initialsprengstoff) , denen diesmal 0,8 bis 2,0 Gew.-% Ofenruß oder Flammruß zur Erhöhung der Leitfähigkeit zugesetzt ist. Die US 2003/0034103 beschreibt Zündmittel für Treibpulver, die als Beschichtungen für solche Pulver dienen können.

Aufgabe der Erfindung ist, vor diesem Hintergrund vereinfachte Treibsätze zur Verfügung zu stellen, die mittels Stromquellen gezündet werden können, ohne dass sie eines Anzündsatzes bedürfen .

Es wurde nun gefunden, dass es möglich ist, hülsenlose elektrisch zündbare Treibsätze (insbesondere in Tablettenform) bereitzustellen, die leitfähiges Material in feinverteilter Form in ihrer Matrix beinhalten.

In einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung daher einen (ohne zusätzlichen Zündsatz oder stromleitfähige Drähte oder Stifte vorgesehenen) elektrisch zündbaren hülsenlosen Treibsatz in Form einer hülsenlosen Treibtablette (Pressling) , dadurch gekennzeichnet, dass er erhältlich ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder Pulverform (außer, das heißt zusätzlich zu Graphit) und von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Verpressen zu einer Treibtablette, oder

vorzugsweise durch eines der unten dargelegten Verfahren.

Die gelöste, dispergierte oder Pulverform des verwendeten stromleitfähigen Materials bewirkt dabei (im Unterschied zu einer Ausgestaltung in Form von Drähten oder Stiften oder einer Zündung von einer Außenseite) die „feinverteilte Form^v und ermöglicht eine rasche und homogene Zündung.

„Pulverform" beinhaltet stets Pulver mit länglichen (wie

Kohleschnitzel oder Kohlefasern) und/oder eher rundlich ungefähr kugelförmig) ausgeformten Teilchen. Zur weiteren Verbesserung der Leitfähigkeit für Strom können Kohlefasern zugesetzt sein bzw. im nachfolgenden Verfahren zugesetzt werden.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines vor- oder nachstehend genannten Treibsatzes in Form einer hülsenlosen Treibtablette, welches gekennzeichnet ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder in Pulverform außer Graphit und von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Verpressen zu einer Treibtab^¬ lette .

Eine bevorzugte Ausführungsform des Herstellungsverfahrens betrifft ein wie vorstehend genanntes Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein stromleitfähiges Material in ge^¬ löster oder dispergierter Form oder in Pulverform außer Graphit mit Nitrozellulose mit oder ohne Zugabe von weiteren Zusätzen vermischt wird (wobei in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein Granulat der erhältlichen Mischung hergestellt wird, vorzugsweise durch Mahlen, und dieses Granulat als erhältliche Mischung verwendet wird) , und zu einer (erforderlichenfalls durch einen Trockenschritt erhältlichen bzw. erhaltenen) weitgehend (insbesondere mit nicht mehr als 15 Gew.-%, z.B. mit 6 - 12 oder mit 8 - 10 Gew.-% Restfeuchte) trockenen erhältlichen Mischung Graphit als Pulver zugefügt wird, und anschließend die Mischung zu erfindungsgemäßen

Treibtabletten verpresst wird. Ein möglicher Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die mindestens teilweise lösli^¬ chen Materialien (wie Nitrocellulose und Acrylatgranulat) wie ein Lack um und in die Granulate eindringen können, was eine Verringerung der Hydrophilie bewirken und so zur Lagerstabilität und Feuchtigkeitsunempfindlichkeit der Treibsätze beitragen kann. Diese Verfahren ermöglichen auch eine einfache industrielle Herstellung erfindungsgemäßer Treibsätze. Bedingt durch die Herstellung weisen die erhältlichen erfindungsgemäßen Treibsätze eine weitgehend homogene Struktur im Sinne einer festen Dispersion auf (Fest-Fest-Gemenge) , wobei vereinfacht vorgestellt in der nach dem bevorzugten Verfahren erhältlichen bevorzugten Struktur die nach dem Pressen gegebenenfalls verformten Granula des Granulats und ggf. weitere partikuläre Be^¬ standteile als diskontinuierliche Phase in einer Art dreidimensionaler Gitterstruktur mit hohem Graphitanteil lokalisiert sind. Das Graphit kann also die Granula praktisch in Form eines dreidimensionalen Gitters einbinden, so dass auch mit einem nur geringen Graphitanteil eine hinreichende Leitfähigkeit für den Zündstrom erreicht werden kann.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines leitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder in Pulver^¬ form zur Herstellung eines elektrisch zündbaren Treibsatzes.

Die Verwendung findet insbesondere unter Ausführung der

Schritte eines der vor- und nachstehend genannten Herstel^¬ lungsverfahren statt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft auch die Verwendung eines wie vor- und nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Treibsatzes in einem Bolzenschubgerät zum Ein- schießen von Bolzen, als Explosivsatz in einer Schreckschuss^¬ vorrichtung, als gasentwickelndes Element in Airbags, zum Antrieb von Schneidevorrichtungen oder als Treibsatz in Kleinkalibergewehren für sportliche Zwecke.

Die erfindungsgemäßen hülsenlosen Treibsätze weisen neben der Tatsache, dass keine umständlich einzubringenden stromleitfä- higen Komponenten wie Metalldrähte oder Stifte z.B. aus Graphit oder Metall zur Zündung erforderlich sind und schon des^¬ halb die maschinelle Herstellung erleichtert wird, weitere Vorteile hülsenloser Treibsätze auf, z.B. beliebige Formgebungsmöglichkeiten, z.B. zylindrisch, ovoid oder kugelförmig; keine Polarität (Unterschied zwischen einem „Vorne" und „hinten" wie bei Patronen mit Zündsätzen und/oder Hülsen) , einfache Handhabbarkeit z.B. auch ohne „Patronengurte" oder dergleichen; geringes Gewicht und geringer Volumenbedarf.

Insbesondere erlauben sie auch die Zündung ohne spezielle im Treibsatz vorgesehene elektrische Pole oder Kontakte.

Die erfindungsgemäßen Treibsätze eignen sich zur Verwendung insbesondere für Bolzenschubgeräte, aber auch für Schreckschussvorrichtungen (z.B. zum Vertreiben von Vögeln in Obstanbaugebieten) , als gasentwickelnde Elemente in Airbags, zum Antrieb von Schneidevorrichtungen wie Bolzenschneidern oder zum Kappen von Spannvorrichtungen in der Schifffahrt, kommen aber auch beispielsweise als Treibsätze in Kleinkaliberge^¬ wehren für sportliche Zwecke, z.B. im Biathlon, in Betracht, oder für Bolzenschussgeräte zur Tierschlachtung.

Die freigesetzte Energie für die genannten Zwecke kann dabei vorteilhaft im Bereich von 10 bis 1200 Joule pro Treibsatz liegen, beispielsweise im Bereich von 50 bis 1000 Joule, z.B. zwischen 50 und 700 Joule, z.B. zwischen 150 und 400 Joule. Die Messung kann beispielsweise mittels einer Lichtschranke aus der Masse und der Geschwindigkeit eines Geschosses be^¬ stimmt werden.

Überraschenderweise sind die erfindungsgemäßen Treibsätze was^¬ serfest und beispielsweise auch unter subtropischen Bedingun^¬ gen (50 °C/75 bis 80 % relative Luftfeuchtigkeit) sehr formstabil - sie können bei der Anwendung auch kurz z.B. in eine Pfütze fallen und sind dennoch voll zündfähig. Gegenüber herkömmlichen Hülsen aufweisenden und durch Schlag mechanisch mittels Zündhütchen zündbaren Treibsätzen weisen die erfindungsgemäßen Treibsätze zudem den Vorteil auf, dass sie direkt als Schüttgut ohne Haltebänder oder dergleichen dem jeweiligen Gerät (z.B. über ein Röhrchen) zugeführt werden können. So können beispielsweise Volumenverminderungen bis in eine Größenordnung eines Zehntels und Gewichtsverminderungen bis in eine Größenordnung von einem Fünftel der Werte für herkömmliche (insbesondere Hülsen und/oder Zündsätze aufweisende) Treibsätze verwirklicht werden.

Weiter weisen die erfindungsgemäßen Treibsätze den Vorteil auf, dass sie rückstandsfrei verbrennen - es bleiben keine Reste wie beispielsweise Hülsen, Drähte oder Stifte oder mehrere davon zurück. Der Fachmann kann ohne weiteres die für rückstandsfreie Verbrennung nötigen Mengen an verwendeten Materialien und Zusätzen ermitteln (aufgrund stöchiometrischer Betrachtungen und einfacher Versuche) .

Außerdem ist die Form der erfindungsgemäßen Treibsätze beliebig ausgestaltbar, beispielsweise in Kugelform, Kegelform, in Form von mehreckigen Körpern oder insbesondere in zylindrischer Form, wobei in besonderen Ausführungsformen auch zentral ein durchgehendes Loch, einbringbar z.B. durch entsprechend mit einem Dorn versehene Presswerkzeuge, vorgesehen sein kann.

Ein Zünder (z.B. Zündhütchen, Anzündsatz) ist nicht erforderlich und daher vorzugsweise nicht vorgesehen - die erfindungsgemäßen Treibsätze sind daher beliebig skalierbar, es gibt keine Notwendigkeit, zwischen einem „Vorne" und „Hinten" zu unterscheiden (etwa mit einem Zünder im Bereich „hinten") und es müssen keine Kerben oder ähnliches für die Aufnahme von Zündern vorgesehen werden. Schließlich erlauben die erfindungsgemäßen Treibsätze auch die ausschließliche Verwendung von frei im Handel erhältlichem Cellulosenitrat („Nitrocellulose") , wie es beispielsweise in Lackgrundlagen verwendet wird. Der Stickstoffgehalt (Gew.-% bezogen auf die Nitrocellulose selbst) derartiger Nitrocellulose liegt hierbei etwa im Bereich von 10,7 bis 12,5%, z.B. 11,8 bis 12.3 % - im Unterschied zu Schießbaumwolle, wo er im Bereich von 13,2 bis 13,5 % zu liegen kommt.

Nachfolgend werden Gew. -%-Angaben, sofern nicht anders

angegeben oder ersichtlich, auf das Gesamtgewicht aller vor Trockungs- und Verpressungsschritten gemischten Bestandteile einer Mischung für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Treibsatzes bezogen.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäß zur Herstellung verwen^¬ dete Nitrocellulose phlegmatisiert , z.B. mit einem Lösungsmittel wie einem niederen Alkohol, z.B. Ethanol oder Isopro- panol, wobei weitere Phlegmatisierungsmittel, wie Weichmacher, zugesetzt sein können, wie epoxydiertes Sojabohnenöl oder Acetyl-tributylcitrat . Walsroder™ Nitrocellulose E 330 Ethanol (Dow Chemical Co.) ist ein Beispiel für eine bevorzugte Ni^¬ trocellulose. Bezogen auf die Nitrozellulosekomponente selbst kann der Anteil des Lösungsmittels und/oder der Phlegmatisie^¬ rungsmittel bei insgesamt 10 bis 50 Gew.-%, z.B. bei etwa 30 bis 40 Gew.-%, beispielsweise bei 35 Gew .%, liegen .

Der Anteil an Nitrocellulose (ggf. phlegmatisiert, also z.B. mit Lösungsmittel) in einem erfindungsgemäßen Treibsatz liegt beispielsweise vorteilhaft im Bereich von 18 (z.B. 18,695) bis 50 (z.B. 49,757) Gew.-%, insbesondere von 27 bis 35 Gew.-%, einschließlich vorhandener Lösungsmittel wie erwähnt. Die Nitrocellulose dient als Treibmittel und Brennstoff und kann darüber hinaus Wirkung als wasserfester Binder haben. Bei- spielsweise liegt der Anteil der (ggf. phlegmatisierten) Nitrocellulose bei 27,652 bis 33,797 oder 27 bis 35 Gew.-%.

Als stromleitfähiges Material außer Graphit kommt in den Aus^¬ führungsformen der Erfindung insbesondere Kohle in Frage, vorzugsweise eine Holzkohle (wie Grillkohle) , wie Haselnuss-, Lindenholz-, Buchen-, Erlen- oder Weinrebenkohle, Kohlefaserschnitzel (erhältlich z.B. von R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH, Waldenbuch, Deutschland) oder medizinische Kohle

(weniger bevorzugte Aktivkohle) oder insbesondere eine eher hydrophobe Kohle (mit z.B. hoher Leitfähigkeit und geringer Hygroskopizität) wie die (tendenziell eher fettige) Faulbaum^¬ kohle, die besonders bevorzugt ist, oder Kohleschnitzel. Die verwendete Kohle wird vorzugsweise fein pulverisiert, beispielsweise mittels einer Kugelmühle homogenisiert (getrommelt) (Kugelmühle FP-2012, verwendet wurden die mitgelieferten Stahlkugeln, 9,5 oder 16 mm); Feuerwerksparadies Wennesheimer, Tuttlingen, Deutschland). Das stromleitfähige Material bzw. die Kohle wird bzw. ist vorteilhaft in einem Anteil von 2,4

(z.B. 2,487) bis 12,5 (z.B. bis 12,439) Gew.-% zugesetzt, oder beispielsweise in einem Anteil von 3 bis 6 Gew.-%. Die Kohle dient u.a. als Brennstofflieferant und als Stromleiter.

Beispielsweise kann das stromleitfähige Material in einem Anteil von 7,164 bis 8,757 Gew.-% vorgesehen sein. Vorteilhaft kann alternativ oder vorzugsweise zusätzlich ein faseriges leitfähiges Material, beispielsweise Kohlefaser, zugesetzt sein. In diesem Falle liegt der Anteil von Kohle und/oder faserförmigem Material vorzugsweise im Bereich von 3 bis 12, insbesondere von 3,5 bis 6 Gew.-%.

Das in den Ausführungsformen der Erfindung verwendete Graphit kann mehrere Funktionen ausüben: Zum einen kann es die elektrische Leitfähigkeit innerhalb der erfindungsgemäßen Treibsätze erhöhen und so auch als stromleitfähiges Material bei einer elektrischen Zündung mitwirken, weiter kann es zu einer glatten (auch metallisch glänzend erscheinenden) Oberfläche beitragen und kann die Druckfestigkeit erhöhen, und schließlich kann es auch als Gleitmittel, das die Herstellung der er^¬ findungsgemäßen Treibsätze und ihre Handhabung (Einlegen etc.) erleichtert, wirken. Es wird bzw. ist vorteilhaft in einem Anteil von 1,2 (z.B. 1,243) bis 24,9 (z.B. bis 24,878) Gew.-% zugesetzt. Beispielsweise kann es in einem Anteil von 2 bis 6 Gew.-%, z.B. von 2,4 bis 3,1 oder von 4,477 bis 5,472 Gew.-% vorgesehen sein.

Als weitere Zusätze kommen insbesondere die folgenden in

Frage :

Ein oder mehrere Sauerstofferzeuger wie insbesondere Zinkperoxid oder Kaliumchlorat oder Kaliumperchlorat oder Mischungen von zwei (insbesondere der beiden Perchlorate oder eines Perchlorats mit Zinkperoxid) oder allen davon können der SauerstoffVersorgung für die Verbrennung dienen (was die Verwen^¬ dung von Nitrozellulose mit geringerem Stickstoffgehalt als Schießbaumwolle erlaubt) und liegen insgesamt vorteilhaft in einem Anteil von 12 (z.B. 12,439) bis 50 (z.B. bis 49,757) Gew.-% vor. Beispielsweise kann der Sauerstofferzeuger oder die Mischung von Sauerstofferzeugern in einem Anteil von

25,190 bis 31,334 Gew.-% oder vorteilhaft von 25 bis 38 Gew.- %, beispielsweise von 30 bis 38 Gew.-%, vorgesehen sein.

Ein katalytisch wirksames Metalloxid, wie Mangan (IV)-oxid (z.B. > 90 % gefällt, aktiv; CAS-Nr. 1313-13-9, EG-Nr. 215- 202-6) , kann eine Senkung der Zündtemperatur, beispielsweise von ca. 550 °°C auf ca. 150 °C, bewirken. Es kann vorteilhaft in einem Anteil von 0,6 (z.B. 0,621) bis 6,3 (z.B. bis 6,291) Gew.-% zugesetzt werden bzw. sein. Beispielsweise kann das katalytisch wirksame Metalloxid in einem Anteil von 1,3 bis 3,2 Gew.-%, z.B. von 1,3 bis 1,8 Gew.-% oder von 2,563 bis 3,132 Gew.-% vorgesehen sein. Eisen (III) -oxid (beispielsweise CAS No . 1309-37-1/EG Nr. 215- 168-2; z.B. Gehalt > 97 %) kann die Verbrennung unterstützen und die Verbrennungstemperatur erhöhen) wird bzw. ist vorteil^¬ haft in einem Anteil von 0,000 bis 1,3 (z.B. bis 1,243) Gew.-% zugesetzt und kann der Verminderung von Schadstoffen dienen. Beispielsweise kann das Eisen ( III ) -oxid in einem Anteil von 0,335 bis 0,410 Gew.-% vorgesehen sein. Es kann aber auch fehlen .

Ein halbmetallischer (wie Silizium) oder metallischer Brennstofflieferant wie Magnesium, feines Eisen oder insbesondere Aluminium (vorzugsweise mit einer Korngröße von 160 μηα oder weniger) , Titan (beispielsweise mit einer Korngröße von 40 μιτι) , oder Zirconium, oder eine Mischung von zwei oder mehr davon (unterstützt die Verbrennung und erhöht die Verbrennungstemperatur und kann ebenfalls als weiteres stromleitfä- higes Material außer Graphit vorgesehen sein) kann in einer Menge von 0,000 bis 12,5 (z.B. bis 12,439) Gew.-% zugesetzt werden bzw. sein. Beispielsweise kann der Brennstofflieferant in einem Anteil von 3,357 bis 4,104 Gew.-% vorgesehen sein. Es kann aber auch fehlen.

Ein (auch die Langzeitstabilität erhöhender) Binder in Form eines ausschließlich Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome beinhaltenden thermoplastischen Kunststoffs ist vorzugsweise ein Acrylat oder/oder Methacrylat, Korngröße ca. 200 bis 400 μπι, vorzugsweise eher niedermolekular, welches überraschenderweise der Verminderung von entstehenden Schadstoffen (wie nitrose Gase) dienen kann. Es wird bzw. ist vorteilhaft in einem Anteil von 1,2 (z.B. 1,243) bis 7,5 (z.B. bis 7,463) Gew.-% zugesetzt. Beispielsweise kann der Binder in einem Anteil von 1,5 bis 4,2 Gew.-%, z.B. von 1,5 bis 2,0 Gew.-% oder von 3,357 bis 4,104 Gew.-% vorgesehen sein. Ein bei Raumtemperatur flüssiger Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Pentan und/oder Isooctan, oder ein entsprechendes Kohlenwasserstoffgemisch (wie Benzin, z.B. Auto- oder Reini^¬ gungsbenzin) kann vorteilhaft in einem Bereich von 1,2 (z.B. 1,243) bis 15 Gew.-%, z.B. von 9 bis 15 Gew.-% oder von 1,2 bis 6,3 (z.B. bis 6,219) Gew.-%, zugesetzt werden beim Anmischen der Masse eines erfindungsgemäßen Treibsatzes bzw. zugesetzt sein und verhindert z.B. ein Verkleben der Herstellungswerkzeuge. Der Anteil kann beispielsweise bei 9 bis 15 oder bei 3,134 bis 3,831 Gew.-% liegen. Er kann beim Trocknen weitgehend oder restlos entfernt bzw. verdampft werden.

Ein Lösungsmittel für (insbesondere zur Auflösung der Faserstruktur von) Nitrocellulose und den Binder in Form eines ausschließlich Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoffatome beinhaltenden thermoplastischen Kunststoffs, wie Aceton, Methylethylketon oder ein anderer bei Raumtemperatur flüssiger Keton oder ein Ester wie Ethylacetat, oder Mischungen von zwei oder mehr davon, können bei der Herstellung einer Mischung für einen erfindungsgemäßen Treibsatz in einem Anteil von 3,7 (z.B. 3,731) bis 37,4 (z.B. bis 37,318) Gew.-% zugesetzt werden bzw. sein. Der Anteil kann beispielsweise bei 9 bis 16 Gew.-% oder bei 12,314 bis 15,051 Gew.-% liegen. Beim Trocknen kann dieses Lösungsmittel weitgehend oder restlos entfernt bzw. verdampft werden.

Vorteilhaft kann als weiterer Zusatz eine (vorzugsweise hydrophobe oder hydrophobisierte) - beispielsweise pyrogene oder gefällte - Kieselsäure (ggf. mit enthaltenen Silikaten, wie Aluminium- und/oder Calciumsilikaten) zugesetzt sein, wie beispielsweise SIPERNAT® D10 der Evonik Industries AG, Hanau, Deutschland. Der Anteil kann beispielsweise bei 0,2 bis 3 Gew.-%, z.B. bei 0,3 bis 1 Gew.-%, liegen. Dies kann eine Reihe von Vorteilen bewirken, wie beispielsweise wegen der Hydrophobie erhöhte Lagerstabilität, eine Neutralisierung beim Abbrand eines erfindungsgemäßen Treibsatzes entstehender nitroser Säuren hinsichtlich des pH-Wertes, ein verbessertes Fließverhalten und verbesserte Pressbarkeit beim Herstellungsverfahren und/oder ein weiter verbessertes Abbrandverhalten der Treibsätze.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Treibsatzes, wie oben beschrieben, kann besonders vorteilhaft wie folgt durchgeführt werden, was eine besonders einfache industrielle Herstellung (auch in den nachfolgenden Beispielen genannt) erlaubt:

Die Einzelsubstanzen, außer dem Graphitpulver, werden eingewogen, einschließlich der Nitrocellulose (z.B. mit einem Gehalt von 35 % Ethanol), und ohne Lösungsmittelzugabe vermischt. Die flüssigen Substanzen (Lösungsmittel und Kohlenwasserstoff/Kohlenwasserstoffgemisch) werden zugesetzt und die resultierende Dispersion oder Lösung vermischt. Es folgt eine Trocknung, aus Sicherheitsgründen vorteilhaft auf einen Restfeuchtegehalt von 5 bis 15 Gew.-%, z.B. 8 bis 10 Gew.-%, Rest^¬ feuchte. Die Mischung wird zu einem Granulat vermählen. Dann wird Graphitpulver zugesetzt und untergemischt. Das so erhältliche Granulat ist fertig zum Verpressen und wird in einer Tablettiermaschine zu Tabletten verpresst und (z.B. 24 Stunden bei 60 °C) getrocknet. Man erhält die fertigen erfindungs^¬ gemäßen Treibsätze.

Der erfindungsgemäße Treibsatz kann in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ein (beispielsweise zentrales) Loch aufweisen, das durchgängig ausgestaltet sein kann und beispielsweise durch einen entsprechenden Dorn im Presswerkzeug beim Pressen ausgestaltet werden kann.

Eine wichtige Ausführungsform der Erfindung betrifft die

Kombination aus Nitrocellulose, Kohle, Graphit und Acryl- granulat, vorzugsweise auch Kohlefasern und Kieselsäure als Bestandteile für die Herstellung eines erfindungsgemäßen

Treibsatzes bzw. erhältliche Treibsätze.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Illustration der

Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken:

Fig. 1 zeigt schematisch und stark vereinfacht einen Ausschnitt aus einer Tablettiervorrichtung im Querschnitt und den Pressvorgang bei der Tablettierung mittels eines Pressstempels .

Beispiel 1 : Erfindungsgemäßer Treibsatz in Form einer zylin- drischen Tablette

Substanz Gewicht (g) Gewicht (%)

Kaliumchlorat/Kalium- 22, 900 28,486 perchloratmischung

jeweils 50:50 g/g)

Mangan (IV) oxid 2, 290 2,848

Eisen (III) oxid 0,300 0,373

Aluminiumpulver 3,000 3,731 Korngröße ^ 160 μπ\

Faulbaumkohle 6,400 7,961 (Korngröße vor allem

im Bereich von 0,02

bis 0,05 mm)

Acryl-Granulat¹ 3,000 3,731 Korngröße 200-400 μπι

Nitrocellulose E 330 24, 700 30, 725 mit 35 Gew.-% Ethanol

Isooctan 2,800 3,483 Aceton 11,000 13,683

Graphitpulver 4,000 4, 975

(Korngröße überwiegend im Bereich

0,05 bis 1 mm)

Gesamt : 80, 390 99, 996

)¹ ELVACITE® 2008 (Lucite International Inc., Cordova, TN, USA) (ein niedermolekulares Methylmethacrylat )

² Walsroder™ Nitrocellulose E 330 Ethanol (Dow Chemical Co.)

Die Angabe von Korngrößen bezieht sich auf das Ergebnis

lichtmikroskopischer Ausmessung der Korngröße mit

Objektmikrometer und Okularmikrometer.

Die Einzelsubstanzen, außer dem Graphitpulver, werden eingewogen, einschließlich der Nitrocellulose mit einem Gehalt von 35 % Ethanol, und ohne Lösungsmittelzugabe vermischt. Die flüssigen Substanzen (Aceton und Isooctan) werden zugesetzt und die resultierende Dispersion oder Lösung vermischt. Es folgt eine Trocknung, aus Sicherheitsgründen auf einen Restfeuchtegehalt von 8 bis 10 Gew.-% Restfeuchte (was auch unter dem Aspekt der Sicherheit vorteilhaft ist) . Die Mischung wird zu einem Granulat vermählen. Dann wird das Graphitpulver zugesetzt. Das so erhältliche mit Graphit versehene Granulat ist fertig zum Verpressen und wird in einer Tablettiermaschine (z.B. FETTE PERFECTA 1000, FETTE COMPACTING GmbH, Schwarzenbek, Deutschland) zu zylinderförmigen Tabletten verpresst und 24 Stunden bei 60 °C getrocknet.

Fig. 1 zeigt grobschematisch einen Ausschnitt aus einer Ma^¬ trize 1 einer derartigen Tablettiermaschine. Auf der linken Seite befindet sich das Granulat 2 im noch ungepressten Zustand innerhalb eines Matrizenfüllraums 3. Auf der rechten Seite wird der Pressvorgang mittels des Oberstempels 4 ver- einfacht dargestellt - hier bereits im Stadium maximalen

Pressens. Das Granulat 2 ist hier kompaktiert zur Treibtablette 5 (hier z.B. zylinderförmig). Diese beinhaltet das elektrisch zündbare Treibgemisch mit elektrisch leitfähigen Anteilen wie vor- und nachstehend beschrieben.

Beispiel 2: Zündung eines erfindungsgemäßen Treibsatzes

Bei einer Tablette 6 x 6 mm wurde nach Zündung mit 100 bis 110 Volt eine Energie von ca. 300 bis 350 J freigesetzt.

Beispiel 3: Klima-Lagerversuche mit erfindungsgemäßen

Treibtabletten :

Es wurden erfindungsgemäße Treibtabletten einer Trockenlagerung bei 20 °C und 50% rel. Feuchte bis zur Gewichtskonstanz unterzogen. Sie konnten ordnungsgemäß gezündet werden mit einer Zündspannung von 100 - 110 Volt.

Folgende Wasseraufnahme wird mit einem Treibsatz aus Beispiel 1 bei den angegebenen Temperaturen und relativen Luftfeuchtigkeiten (Rel. Feuchte) gefunden:

Tage

Wasserseit Gewicht Tablet¬

TemperaaufLage^¬ Uhrzeit (g) Rel . ten

tur °C nahme rungs- 5 Stück Feuchte 0 mm x

(Gew.-%) beginn (%)

0 10:00 1, 3420 47,7 86, 70 6, 00 0

3 10:00 1, 3565 49,5 87, 00 6, 00 1,0847

13565

4 St .

4 10:07 1, 0791 49,3 87, 00 6, 02 1,0847

5 09:50 4 St . 49,4 87,10 6, 02 1,4831 1, 0834

4St .

6 10:20 1, 0818 49,2 86, 60 6, 03 1,3349

4St.

7 09:57 1, 0809 49,1 86, 90 6, 03 1,2515

Folglich sind die Treibtabletten stabil gegen auch erhöhte Luftfeuchtigkeit und auch bei subtropischen Luftfeuchtigkeiten lagerbar .

Beispiel 4: Kohlefaser- und Kieselsäurehaltiger Treibsatz Analog Beispiel 1 werden Treibsätze mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Substanz Gewicht (g) Gewicht (%)

Kaliumchlorat 36, 0 15,378

Mangan (IV) oxid 3, 6 1, 538

Kohlefasern 2, 6 1,111

(Faserlänge durchschnittlich 0,25

bis 0, 35 mm R & G

Faserverbundwerkstoffe GmbH, Waldenbuch, Deutschland) )

Faulbaumkohle 8,0 3,417

(Korngröße vor

allem im Bereich

0, 02 bis 0,05 mm)

Acryl-Granulat¹ 4,0 1,709

Korngröße 200-400

μπι

Zinkperoxid (50-60 43,0 18, 367 %-ig)

Sipernat D10 1,5 0, 641

Nitrocellulose E 73,0 31,118

330² mit 35 Gew.-%

Ethanol

Isooctan 28,0 11, 960

Aceton 28,0 11, 960

Graphitpulver 6,4 2,734

(Korngröße über^¬ wiegend im Bereich

0,05 bis 1 mm)

Gesamt : 234,1 (100)

Die Erfindung betrifft auch die in den Ansprüchen und in der Zusammenfassung genannten Erfindungsgegenstände, die hier durch Bezugnahme aufgenommen werden.

Claims

Ansprüche

1. Elektrisch zündbarer hülsenloser Treibsatz in Form einer hülsenlosen Treibtablette oder eines tablettenförmigen Zündsatzes, dadurch gekennzeichnet, dass er erhältlich ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder Pulverform und zusätzlich von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Ver- pressen zu einer Treibtablette.

2. Treibsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als stromleitfähiges Material Kohle verwendet wird, insbesondere in einem Gewichtsanteil von 2,4 bis 12,5 Gew.-%.

3. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er weiter ein oder mehrere Sauerstofferzeu- ger in einem Gewichtsanteil von 12 bis 50 Gew.-% beinhaltet.

4. Treibsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass er als Sauerstofferzeuger Zinkperoxid, Kaliumchlorat , Kaliumper- chlorat oder Mischungen von zwei oder mehr davon vorgesehen sind .

5. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn^¬ zeichnet, dass er weiter ein katalytisch wirksames Metalloxid, insbesondere Mangan (IV) -oxid, in einem Anteil von 0,6 bis 6,3 Gew.-%, und/oder Eisen (III) -oxid in einem Anteil von bis zu 1,3 Gew.-% beinhaltet.

6. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er weiter einen Brennstofflieferanten, insbesondere Magnesium, feines Eisen oder Aluminium, in einer Menge von bis zu 12,5 Gew.-%, oder einen Binder in Form eines ausschließlich Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome beinhaltenden thermoplastischen Kunststoffes, insbesondere ein Acrylat und/oder Methacrylat, insbesondere in einem Anteil von 1,2 bis 7,5 Gew.-%, oder Mischungen des Brennstofflieferanten und des Binders beinhaltet.

7. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, erhältlich in einem Verfahren, bei dem ein bei Raumtemperatur flüssiger Kohlenwasserstoff ein bei Raumtemperatur flüssiges Lösungs^¬ mittel, oder ein Gemisch von zwei oder mehr davon, zugesetzt und durch Trocknung teilweise oder ganz entfernt wird.

8. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, beinhaltend im bei der Herstellung verwendeten Gemisch aller verwendeter Bestandteile :

einen Sauerstofferzeuger, insbesondere Zinkperoxid, Kalium- chlorat, Kaliumperchlorat oder eine Mischung von zwei oder mehr davon, in einem Anteil von 12 bis 50, vorzugsweise von 50 bis 38 Gew.-%, insbesondere von 28,486 Gew.-%;

ein katalytisch wirksames Metalloxid, insbesondere

Mangan ( IV) oxid, in einem Anteil von 0,6 bis 6,3, insbesondere von 2,848 Gew.-%;

Eisen ( III ) oxid in einem Anteil von 0,000 bis 1,3 Gew.-%, insbesondere von 0,373 Gew.-%;

einen Brennstofflieferanten, insbesondere Aluminiumpulver, in einem Anteil von 0,000 bis 12,5 Gew.-%; insbesondere von 3,731 Gew. -%;

Kohle, insbesondere Faulbaumkohle und/oder Kohlefasern, in einem Anteil von 2,4 bis 12,5 Gew.-%, insbesondere von 7,961 Gew. -%;

einen Binder in Form eines aus ausschließlich Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome beinhaltenden thermoplastischen Kunststoffes, insbesondere Methacryl- und/oder Acryl- Granulat in einem Anteil von 1,2 bis 7,5 Gew.-%, insbesondere von 3,731 Gew.-%; Nitrocellulose, insbesondere mit einem Stickstoffgehalt von 10,7 bis 12,5 %, mit Löungsmittel - dies insbesondere in einem Anteil von 10 bis 50, z.B. 35 Gew.-% bezogen auf die

Nitrocellulosekomponente mit Lösungsmittel - insbesondere Ethanol, in einem Anteil von 18 bis 50 Gew.-%, insbesondere von 30,725 Gew.-%;

einen bei Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoff oder ein bei Raumtemperatur flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch, wie Iosooctan in einem Anteil von 1,2 bis 15 Gew.-%, beispielsweise von 9 bis 15 oder 1,2 bis 6,3 Gew.-%, insbesondere von 3,483 Gew.-%;

ein weiteres Lösungsmittel, insbesondere Aceton, in einem Anteil von 3,7 bis 37,4 Gew.-%, vorzugsweise von 9 bis 16 Gew.- %, insbesondere von 13,683 Gew.-%;

Graphitpulver in einem Anteil von 1,2 bis 24,9 Gew.-%,

insbesondere von 4,975 Gew.-%; und

optional aber insbesondere eine vorzugsweise hydrophobe oder hydrophobisierte Kieselsäure in einem Anteil von 0,2 bis 3

9. Verfahren zur Herstellung eines Treibsatzes nach einem der vorstehenden Ansprüche in Form einer hülsenlosen Treibtablette, welches gekennzeichnet ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergier- ter Form oder in Pulverform und von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Verpressen zu einer Treibtablette.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das stromleitfähige Material in gelöster oder dispergierter Form oder in Pulverform mit Nitrozellulose mit oder ohne

Zugabe von weiteren Zusätzen vermischt wird, wobei in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein Granulat der erhältlichen Mischung hergestellt wird, vorzugsweise durch Mahlen, dieses Granulat als erhältliche Mischung verwendet wird, und zu einer derartigen weitgehend trockenen erhältlichen Mischung Graphit als Pulver zugefügt und untergemischt wird, und anschließend die Mischung zu erfindungsgemäßen

Treibtabletten verpresst wird.

11. Verwendung eines leitfähigen Materials, insbesondere von Kohle, in gelöster oder dispergierter Form oder in Pulverform zur Herstellung eines elektrisch zündbaren Treibsatzes, insbesondere in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10.

12. Verwendung eines Treibsatzes nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Bolzenschubgerät zum Einschießen von Bolzen, als Explosivsatz in einer Schreckschussvorrichtung, als gasentwickelndes Element in Airbags, zum Antrieb von Schneidevorrichtungen, zum Antrieb von Pressvorrichtungen, als Treibsatz in Kleinkalibergewehren für sportliche Zwecke oder für

Bolzenschussgeräte zur Tierschlachtung.