DE1646330A1 - Zuenderloser Explosivkoerper - Google Patents

Description

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Beschreibung zum Patentgesuch

der Firma UNITED SHOE MACHINERY CORPORATION in Plemington, New Jersey, und Boston, Massachusetts, V.St.v.Amerika

betreffend:
Zünderloser Explosivkörper

Priorität: 1. Februar 1966 - V.St.v.Amerika

Die Erfindung betrifft einen homogenen, festen Explosivkörper ohne Zünder aus niederexplosivem Material zum Deflagrieren durch mechanische Zündung.

Bei derartigen zünderlosen Explosivkörpern, die als Geschoßtreibmittel, vornehmlich aber als Treibladungen in Handwerksgeräten zum Setzen von Nägeln, Bolzen und dergleichen in Beton, Stahl und andere harte Werkstoffe, Verwendung finden, ist erforderlich, daß sie einerseits billig sind, andererseits sollen sie trotz der Beständigkeit des Explosivmaterials eine von Druck- und Witterungseinflüssen unabhängige und stets zuverlässig deflagrierende Energiequelle bilden, die selbst bei langer Lagerung des Explosivkörpers nicht beeinträchtigt wird.

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Explosivkörper, die diesen Anforderungen gerecht werden, sind an sich nicht unbekannt. Im allgemeinen handelt es sich dabei jedoch um Körper,die mit Zündsätzen.versehen sind, welche zwar den Körper mit beträchtlicher Sicherheit deflagrieren lassen; doch sind sie mit hohen Kosten verbunden, so daß ihre Verwendung in Handwerksgeräten recht beschränkt geblieben ist. Zudem sind solche Körper meistens mit Metallhülsen versehen, die die Kosten noch weiter erhöhen. Auch sind Explosivkörper ohne Zünder und ohne Hülsen hier und da in Erscheinung getreten, die in manchen Fällen metallplattiert sind und durch die Metallauflage geleiteten elektrischen Strom gezündet werden. Aber auch diese Körper sind teuer und machen umständliche Abschußvorrichtungen nötig, so daß ihre Anwendung im allgemeinen auf Versuchsmodelle beschränkt worden ist. Zudem ist die Metallauflage auf die Körper nicht mit jener Präzision auftragbar, die ein gleichmäßiges Zünden und Deflagrieren gewährleisten könnte. Auch andere zünderlose Explosivstoffe sind bekannt geworden, die dazu dienen sollten, - nach dem Dieselprinzip durch die erhöhte Temperatur schnell komprimierter Luft gezündet - Verbrennungsmotore zu treiben. Man hat versucht,dieses Verfahren auf Handwerksgeräte zu übertragen. Indessen ist in beiden Fällen der erhoffte Erfolg ausgeblieben, bei den Motoren wegen des reichlich zur Verfügung stehenden, weitaus billigeren und vor allem einfacher zu handhabenden Dieselkraftstoffs, bei den Handwerksgeräten wegen des zwangsläufig schweren und verwickelten Aufbaus der Geräte.

Zwar ist eine Anzahl niederexplosiver Stoffe, wie Schießpulver und Nitrozellulose mit weniger als 13 1/2 Gew.-X Stickstoff,

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bekannt, die aber nicht in der Form zur Verfügung stehen, daß sie zumal für Industriezwecke - sich ohne weiteres und ohne Zündsätze verwenden lassen. Für derartige Verwendung müßten sie nämlich eine zweckdienliche Gestalt aufweisen; sie müßten weitgehendst korrosionsbeständig sein, selbst unter unterschiedlichsten Temperaturbedingungen gleichmäßig und mit bestimmter Energieauslösung arbeiten und ohne nennenswerte körperliche oder chemische Veränderungen praktisch unbegrenzt lagerfähig sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zünderlosen Explosivkörper aus niederexplosivem Material zu schaffen, der auf mechanischem Wege sicher gezündet werden kann, dessen Energieabgabe unter unterschiedlichsten Temperaturbedingungen im wesentlichen beständig bleibt und dessen Energiegehalt selbst von langer Lagerung nicht oder nicht nennenswert beeinflußt wird.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Explosivkörper aus einem Material mit einer Dichte von weniger als 1,6 g/cm-' besteht.

Nach weiteren Erfindungsmerkmalen kennzeichnet sich der Explosivkörper dadurch, daß er aus Nitrozellulose mit weniger als 15 Gew.-JS Stickstoff oder aus Schießpulver besteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

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Flg. 1 In perspektivischer Sicht einen Explosivkörper in Form einer Tablette aus niederexplosivem Material;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Tablette nach Fig. 1 mit einem verstärkten Zündungsteilj

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Explosivkörpers.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Explosivkörper 10 (nachstehend Tablette genannt) aus niederexplosivem Material, der sich insbesondere als Energiequelle in Handwerksgeräten zum Setzen und Eintreiben von Befestigungsmitteln bewährt hat. "Niederexplosiv" bezieht sich auf die Gruppe von Explosivstoffen, die nach Zündung abbrennen oder deflagrieren und schließt Jene hochempfindlichen Stoffe aus, deren Zündung zu Detonationen führt, einem wesentlich heftigeren und etwa tausendmal schnelleren Vorgang als die gewöhnliche Deflagration. In ihrer in Fig. 1 und 2 gezeigten

Form hat die Tablette 10 einen zylindrischen oder tassenähnlichen Körper 12 mit einer dünneren Grund- oder Aufschlagfläche 14. Die ganze Tablette ist-ausschließlich irgendwelcher Verdünnungsstoffe und Zusätze - vorzugsweise aus Nitrozellulosepulver mit einem Stickstoffgehalt von etwa 12 1/2 bis 15 Gew.-X geformt. Bei der Herstellung müssen selbstverständlich Vorsichtsmaßnahmen gegen ein vorzeitiges Explodieren von Pulverstaub getroffen werden; jedoch kann Nitrozellulosepulver bei normaler Atmosphäre und in hinreichend trockenem Zustand sicher gepreßt und zu zweckdien-

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licher Gestalt verformt werden.

Wie im deutschen Patent Nr. (Patentanmeldung Nr. U 11 562) beschrieben, kann eine Ladung aus niederexplosivem Material durch direkten mechanischen Aufschlag gezündet werden, so daß die üblichen Zündsätze oder andere verwickelte Zündvorrichtungen nicht benötigt werden und durch Explosion betätigte Vorrichtungen, wie z.B. Befestigungsmitteisetzgeräte kleiner, sicherer und handlicher gemacht werden können. Jedoch ist zu beachten, daß, wie in jener Patentschrift erläutert, der durch Schlag zu zündende verhältnismäßig harte Explosivstoff im wesentlichen eingeschlossen sein muß, so daß nur eine geringfügige Menge eingeschlossene Luft, und zwar nach Möglichkeit die Ladung umgebend sowie auch in der Ladung selbst, das Zünden verbessernd vorhanden ist und gewährleistet, daß das dann entstehende Gas dazu beiträgt, die gesamte Ladung zu deflagrieren. Demzufolge ist die Tablette 10 so geformt, daß sie in der Zündkammer, in der sie verwendet werden soll, ein unnachgiebiges Futterstück bildet. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, hat die Tablette eine zylindrische Gestalt, die im wesentlichen der Form und Größe einer Zündkammer entsprechend bemessen ist. Der Explosivstoff wird mittels eines Stempels, dessen mittlerer Teil der Form und Größe einer Zündnadel entspricht, zusammengepreßt, wobei die Tablette 10 eine Ausnehmung 16 in ihrer Mitte erhält, in der bei Verwendung der Tablette eine bestimmte Menge Luft eingeschlossen wird, die den Zünd- und Deflagrationsvorgang unterstützt.

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Um die Tablette 10 mit nur mäßiger Schlagkraft zünden zu können, ist die dünne Aufschlagfläche 14 vorzugsweise mit einem mittleren verstärkten Zündteil 18 versehen, der in diesem Fall etwa doppelt so dick ist wie die ihn umgebende Fläche 14. Dieser Zündteil 18 wird der Tablette 10 von einer entsprechenden Ausnehmung in dem Stempel erteilt. Der gezeigte Zündteil 18 hat die Form eines Kegelstumpfes, dessen Mantelfläche im Winkel von etwa 45° geneigt ist.

Da die Zündfähigkeit der Tablette 10 wahrscheinlich durch die in den Nitrozellulosefasern eingeschlossene Luft verbessert wird, soll der Preßvorgang so vorsichgehen, daß die Tablette 10 eine Porosität aufweist, die die Dichte des Körpers vorzugsweise zwischen o,6 und 1,55 g/cm5 hält. (Massive Nitrozellulose hat ein spezifisches Gewicht von 1,6). Vorzugsweise ist der Zündteil 18 poröser als die anderen Teile der Tablette, wobei die in ihm eingeschlossene Luft zusätzlich zu der beim Einschlagen der Zündnadel in die Ausnehmung 16 eingeschlossenen Luft an dieser für die chemische Zersetzung kritischen Stelle vorhanden ist, wenn die kinetische Energie der Zündnadel durch" Zerreiben des Zündteils 18 aufgefangen wird und an der Stelle zwischen dem Ende der Zündnadel und der Innenwand der Tablette 10 die Deflagration auslöst.

Eine Tablette 30 in Fig. 3 entspricht in ihrer Beschaffenheit der Tablette 10, unterscheidet sich von ihr aber in ihrer Gestalt dadurch, daß ihre Aufschlagfläche 32 auf halber Höhe der Auaneh-

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mung liegt. Die Aufschlagfläche 32 ist dünner als die sie umgebende Wand, mit der sie aus einem Stück besteht,und kann gegebenenfalls auf einer oder beiden Seiten mit einem verstärkten Zündteil versehen sein. Wegen der symmetrischen Form und der kongruenten Flächen 3^ der Tablette 30 braucht beim Laden einer Abschußvorrichtung nicht darauf geachtet zu werden, welche der beiden Flächen 3^ gegen die Zündnadel gerichtet wird.

Es wird angenommen, daß der Aufschlag der sich eng der Ausnehmung 16 anpassenden Zündnadel von einem adiabatischen Druckanstieg der eingeschlossenen Luft begleitet wird. Bei Versuchen hat sich herausgestellt, daß bei einer gegebenen Schlagkraft die Zündung durch die verdünnte Fläche 18 verbessert wird. Darüber hinaus haben sich Zusammensetzung und Struktur der beschriebenen Körper als wirtschaftlich erwiesen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen hauptsächlich darin, daß sowohl auf die Zünder als auch die Metallhttlsen konventioneller Explosivkörper verzichtet werden kann. Dadurch sind die Kosten des erfindungsgemäßen Körpers, verglichen mit denen der herkömmlichen, weitaus geringer. Auch sind Explosivkörper nach der Erfindung weitaus sicherer zu handhaben und zu transportieren, da sie die schlagempfindlichen Zünder bekannter Geschoßtreibkörper nicht aufweisen.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Homogener, fester Explosivkörper ohne Zünder aus niederexplosivem Material zum Deflagrieren durch mechanische Zündung, dadurch gekennzeichnet, daß der Explosivkörper (10; 30) aus einem Material von einer Dichte von weniger als 1,6 g/crn^ besteht.

_ 2. Explosivkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material fibröse Nitrozellulose ist.

3. Explosivkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material weniger als 15 Gew.-ί Stickstoff enthält.

4. Explosivkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Schießpulver ist.

5. Explosivkörper nach Anspruch 1 bis 4, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10; 30) wenigstens eine Ausnehmung (16) für das Eindringen einer entsprechend geformten Zündvorrichtung aufweist, und daß die Bodenfläche der Ausnehmung (16) von einer Wand (14; 32) gebildet wird, deren Stärke geringer ist als die der sie umgebenden Wand (12).

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6. Explosivkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche der Ausnehmung (16) einen verstärkten Teil (18) zum Einleiten des Zündens aufweist.

KHH:IES

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