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Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Beseitigung des Einschlusses oder der Entmantelung einer reaktiven Ladung, die im Inneren einer Munitionsummantelung angeordnet ist.
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Es kann vorkommen, daß eine Munition einer beispielsweise durch einen Brand verursachten Temperaturerhöhung ausgesetzt ist.
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In diesem Fall wird die Temperaturerhöhung über den Munitionsmantel auf das in dem Mantel enthaltene reaktive Material (wie z. B. der Treibladung eines ungelenkten Flugkörpers oder einer Pulverrakete oder der Sprengladung einer Granate oder eines Flugkörpers) übertragen.
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Die Temperaturerhöhung löst eine von einer Druckerhöhung begleitete Zersetzung des reaktiven Materials aus, welche zu einer Detonation der Munition führen kann.
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Um derartige schwerwiegende Folgen für die an der Brandbekämpfung beteiligten Personen zu vermeiden, hat man versucht, die Munitionen mit Mitteln zu versehen, mit denen der Einschluß der Ladung in der Munitionsummantelung beseitigt werden kann, d. h., die einen Druckanstieg im Innern des Munitionsmantels verhindern, der eine Detonation des reaktiven Materials bewirken kann.
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Das
US-Patent Nr. 4 423 683 beschreibt einen Gefechtskopf, dessen Mantel durch Kappen verschlossen ist, die mit Stiften befestigt sind. Die Stifte sind so ausgelegt, daß sie brechen, wenn der Druck im Innern des Mantels über eine gewisse Höhe hinausgeht. Durch das Freigeben der Kappen verhindern die Stifte so einen Druckanstieg im Mantelinneren.
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Diese Lösung ist nicht zufriedenstellend. Sie erlaubt die Entmantelung tatsächlich nur, wenn das reaktive Material selbst beginnt, sich zu zersetzen.
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In diesem Fall besteht folglich die Gefahr, daß die Reaktion viel zu schnell fortschreitet, bevor die Freigabe der Kappen eine ausreichende Entmantelung zur Verhinderung der Detonation gewährleisten kann.
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Der zylindrische Munitionsmantel wird daher genügen, um einen die Detonation auslösenden Einschluß des reaktiven Materials aufrechtzuerhalten.
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Es wurden noch weitere Mittel erdacht, um die Beseitigung des Einschlusses durch den Munitionsmantel aufgrund einer Temperaturerhöhung zu bewirken.
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Die Patentanmeldung
WO 90/01635 beschreibt ein lösbares System, welches außen an der Munition befestigt ist und welches einen Schlagbolzen umfaßt, der mittels einer sich bei einer Temperaturänderung verformenden Bimetallmembran betätigt wird.
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Der Schlagbolzen ist dazu bestimmt, eine Schneidladung auszulösen, welche den Munitionsmantel öffnet.
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Dieses System besitzt den Nachteil, daß es sich von der Munition unterscheidet. Letztere ist folglich nicht geschützt, wenn das System entfernt wird (z. B. wenn eine Munition, wie beispielsweise ein Flugkörper, an einem Luftfahrzeug befestigt wird).
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Darüber hinaus ist dieses System komplex, unhandlich und kostspielig, und kann nicht einfach im Innern einer Munition angeordnet werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Entmantelung bereitzustellen, die keine derartigen Nachteile aufweist.
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Erfindungsgemäß werden daher einfache, zur Munition gehörende Mittel vorgeschlagen, die eine schnelle und sichere Entmantelung der Munitionsummantelung gewährleisten, sobald die Temperatur eine gewisse Höhe überschritten hat.
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Der Einschluß durch die Munitionsummantelung wird daher rechtzeitig beseitigt, bevor die Zersetzung des in ihr enthaltenen reaktiven Materials begonnen hat.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittel sind von einfacher Struktur und beeinflussen insbesondere nicht mechanisch komplexe Vorrichtungen.
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Gegenstand der Erfindung ist daher eine Entmantelungsvorrichtung für eine Munition mit einer eine Ladung aus einem reaktiven Material enthaltenden Ummantelung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens eine gaserzeugende Zusammensetzung umfaßt, die mittels eines gegenüber einer Temperaturerhöhung empfindlichen Startmittels gezündet wird, wobei die gaserzeugende Zusammensetzung so angeordnet ist, daß die aus der Zündung der Zusammensetzung folgende Druckerhöhung wenigstens eine Öffnung der Ummantelung bewirkt, welche die Ladung und die Umgebung der Ummantelung miteinander in Verbindung bringt.
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Vorzugsweise weist das Startmittel eine Zündtemperatur im Bereich zwischen 150°C und 200°C auf.
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Das Startmittel kann wenigstens ein Gemisch aus einem Zirkoniumpulver und einem Borpulver umfassen.
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Es kann wenigstens ein Gemisch aus einem Zirkoniumpulver und einem Kohlenstoffpulver umfassen.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform umfaßt die gaserzeugende Zusammensetzung wenigstens ein Oxidationsmittel, wenigstens ein Reduktionsmittel und wenigstens ein Bindemittel.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform umfaßt die gaserzeugende Zusammensetzung wenigstens ein Schießpulver, beispielsweise ein einkomponentiges Pulver, ein zweikomponentiges Pulver oder ein Kompositpulver, das insbesondere einen Explosivstoff und ein Bindemittel vereinigt.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform umfaßt die gaserzeugende Zusammensetzung wenigstens ein halogeniertes Polymer, insbesondere ein fluoriertes Polymer, zusammen mit wenigstens einem Reduktionsmittel und, gegebenenfalls, wenigstens einem Oxidationsmittel.
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Das Oxidationsmittel kann aus den folgenden Verbindungen ausgewählt sein: Ammoniumperchlorat, Kaliumperchlorat, Kaliumnitrat und Natriumnitrat.
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Das Reduktionsmittel kann aus den folgenden Verbindungen bzw. Metallen ausgewählt sein: Aluminium, Bor, Magnesium, Titan.
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Die gaserzeugende Zusammensetzung kann beispielsweise umfassen:
10 bis 30 Gew.-% Ammoniumperchlorat,
50 bis 70 Gew.-% Aluminiumpulver,
5 bis 20 Gew.-% eines Bindemittels.
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Gemäß einer zweiten Zusammensetzung kann die gaserzeugende Zusammensetzung umfassen:
25 bis 45 Gew.-% Natriumnitrat,
55 bis 85 Gew.-% Magnesiumpulver,
5 bis 15 Gew.-% eines Bindemittels.
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Gemäß einer dritten Zusammensetzung kann die gaserzeugende Zusammensetzung umfassen:
25 bis 35 Gew.-% Ammoniumperchlorat,
10 bis 50 Gew.-% Magnesiumpulver,
5 bis 20 Gew.-% eines Bindemittels.
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Gemäß einer vierten Zusammensetzung kann die gaserzeugende Zusammensetzung umfassen:
30 bis 50 Gew.-% Kaliumperchlorat,
5 bis 25 Gew.-% Aluminiumpulver,
5 bis 40 Gew.-% eines Bindemittels.
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Gemäß der dritten Ausführungsform kann die gaserzeugende Zusammensetzung umfassen:
35 bis 65 Gew.-% Magnesium,
10 bis 40 Gew.-% Polytetrafluorethylen,
5 bis 25 Gew.-% eines fluorierten Vinylidencopolymers.
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Gemäß der vierten Ausführungsform kann die gaserzeugende Zusammensetzung umfassen:
20 bis 45 Gew.-% Kaliumperchlorat,
5 bis 30 Gew.-% Aluminiumpulver,
5 bis 50 Gew.-% Polytetrafluorethylen,
10 bis 15 Gew.-% eines fluorierten Vinylidencopolymers.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Entmantelungsvorrichtung für eine Munition eine Ummantelung die eine Ladung aus einem reaktiven Material enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens eine gegenüber einer Temperaturerhöhung empfindliche gaserzeugende Zusammensetzung umfaßt, wobei die gaserzeugende Zusammensetzung so angeordnet ist, daß die aus ihrer Zündung resultierende Druckerhöhung wenigstens die Öffnung der Ummantelung bewirkt, wodurch die Ladung und die Umgebung der Ummantelung in Verbindung treten.
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Die gaserzeugende Zusammensetzung besitzt dann vorzugsweise eine Zündtemperatur im Bereich zwischen 150 und 200°C.
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Die gaserzeugende Zusammensetzung kann beispielsweise wenigstens ein Oxidationsmittel und wenigstens ein Bindemittel umfassen, wobei die Oxidationsmittel vorzugsweise aus den folgenden Verbindungen ausgewählt sind: Ammoniumperchlorat, Kaliumperchlorat, Kaliumnitrat und Natriumnitrat, und wobei das Bindemittel vorzugsweise hydroxyliertes Polybutadien (PBHT) ist.
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Die gaserzeugende Zusammensetzung kann beispielsweise umfassen:
55 bis 80 Gew.-% Kaliumperchlorat,
45 bis 20 Gew.-% hydroxyliertes Polybutadien.
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Eine zweite Zusammensetzung kann umfassen:
55 bis 80 Gew.-% Ammoniumperchlorat,
45 bis 20 Gew.-% hydroxyliertes Polybutadien.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Munitionsummantelung wenigstens eine Bruchzone oder Sollbruchstelle, in deren Nähe die gaserzeugende Zusammensetzung angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die die Ladung enthaltende Ummantelung durch einen an dieser mit Hilfe eines abscherbaren Verbindungsmittels befestigten Deckel verschlossen, wobei die gaserzeugende Zusammensetzung so angeordnet ist, daß der Gasdruck das Abscheren des Verbindungsmittels und das Abstoßen des Deckels bewirkt.
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Die gaserzeugende Zusammensetzung kann im Bereich eines Endes der Munition angeordnet sein, welches dem durch den Deckel verschlossenen Ende entgegengesetzt ist, wobei der Gasdruck über die Ladung und ein zwischen der gaserzeugenden Zusammensetzung und der Ladung angeordnetes Antriebsmittel auf das abscherbare Verbindungsmittel einwirkt.
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Das Antriebsmittel kann durch einen Stempel gebildet sein oder einen aufblasbaren Sack umfassen.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine mit einer Entmantelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung versehene Munition,
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die 1a, 1b und 1c teilweise Abwandlungen der ersten Ausführungsform,
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die 2 und 2a eine mit einer Entmantelungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung versehene Munition, wobei die 2 ein Schnitt entlang der Ebene AA ist, deren Verlauf in 2a angegeben ist und
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3 eine Munitionsummantelung, auf der eine Entmantelungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung angeordnet ist.
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In 1 ist eine Munition 1 gezeigt, die eine zylindrische Ummantelung 2 mit einem zugehörigen Boden 2a umfaßt und die mit einem Deckel 3 verschlossen ist. Der Deckel 3 trägt auf seiner äußeren Seite eine Zündvorrichtung 4 bekannter Art, die hier nicht im einzelnen dargestellt ist.
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Der Deckel 3 ist mit der Ummantelung 2 mittels eines Verbindungsmittels, beispielsweise mit einem Gewinde, verbunden.
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Die Ummantelung 2 enthält eine Ladung 5 aus einem reaktiven Material, hier aus einem Explosivstoff wie Hexogen (Trimethylentrinitramin) oder Octogen.
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Zur Erhöhung der Sicherheit der Munition wählt man vorteilhaft einen Explosivstoff, der eine geringe Stoßempfindlichkeit gegenüber Kugeln oder Splittern aufweist, wie beispielsweise einen Explosivstoff auf der Grundlage von ONTA (Oxynitrotriazol) oder von TATB (Triaminotrinitrobenzol).
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Die Ladung 5 ist von der Ummantelung 2 mittels einer zylindrischen Manschette 6 getrennt, die aus einem Material wie beispielsweise aus einem gefüllten oder verstärkten Siliconelastomer oder einem Polyurethan gebildet ist, welches eine thermische Isolierung zwischen der Ladung und der Ummantelung gewährleistet. Eine derartige Anordnung erhöht die Sicherheit der Munition durch Verzögerung der Erwärmung der Ladung 5 im Falle eines Brandes und vermindert die Detonationsgefahren.
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Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Entmantelungsvorrichtung einen Block aus einer gaserzeugenden Zusammensetzung 7, wobei dieser Block von der Explosivstoffladung durch einen Stempel 8 aus einem leichten Material (z. B. einer Aluminiumlegierung oder einem Verbundmaterial) getrennt ist.
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Der Block 7 trägt auf seiner in Kontakt mit dem Boden 2a stehenden Seite Aufnahmen 9, hier zylindrisch dargestellt, in denen Tabletten 10 aus einer gegenüber einer Temperaturerhöhung empfindlichen Zusammensetzung angeordnet sind. Der Block 7 trägt hier fünf gleichmäßig verteilte Tabletten, von denen nur drei gezeigt sind (wobei jedoch auch eine davon verschiedene Anzahl Tabletten vorgesehen sein kann).
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Die Tabletten 10 bilden das Startmittel für die gaserzeugende Zusammensetzung des Blocks 7.
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Die Tabletten 10 stehen in Kontakt mit dem Boden 2a der Ummantelung 2, sie werden daher im Falle einer Temperaturerhöhung direkt durch die Ummantelung aufgeheizt.
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Zur Herstellung der Tabletten 10 wählt man ein Material, das eine Zündtemperatur im Bereich zwischen 150°C und 200°C aufweist. Auf diese Weise wird das Funktionieren der Entmantelungsvorrichtung gewährleistet, sobald der Munitionsmantel einer anomalen Erwärmung ausgesetzt ist, und auch rechtzeitig bevor diese Erwärmung die reaktive Ladung 5 umwandeln kann.
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Die Tabletten sind vorzugsweise aus einem wenigstens ein Zirkoniumpulver sowie ein Kohlenstoffpulver und/oder ein Borpulver umfassenden Gemisch gebildet.
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Die Paare Zirkonium/Kohlenstoff oder Zirkonium/Bor werden ausgewählt, da sie relativ unempfindlich gegenüber mechanischen Einwirkungen sind und eine gut definierte Reaktionsstarttemperatur nahe 150°C aufweisen.
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Darüber hinaus ist deren Reaktion stark exotherm (die Reaktionstemperatur beträgt 1500°C oder mehr) und erzeugt kein Gas, wodurch eine schnelle und zuverlässige Zündung der gaserzeugenden Zusammensetzung gewährleistet wird, ohne eine Desorganisation der letzteren zu bewirken.
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Man vereinigt Zirkonium und Kohlenstoff oder Bor in etwa stöchiometrischen Verhältnissen, bezogen auf deren Atommasse, d. h.:
89 Gew.-% Zirkonium auf 11 Gew.-% Bor oder
88 Gew.-% Zirkonium auf 12 Gew.-% Kohlenstoff.
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Die mittlere Korngröße der Pulver liegt unterhalb 20 Mikrometern.
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Die Tabletten 10 werden durch Pressen der pulverförmigen Zusammensetzungen geformt.
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Der Fachmann kann die Materialien und deren Mengen leicht als Funktion der Zündtemperatur auswählen, die er der Vorrichtung zu geben wünscht. Diese Auswahl erfolgt insbesondere unter Berücksichtigung der Wärmeübertragungseigenschaften der Ummantelung 2 oder der für die Startvorrichtung gewählten Position.
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Zur Herstellung der gaserzeugenden Zusammensetzung kann ein Gemisch gewählt werden, welches ein Oxidationsmittel, ein Reduktionsmittel und ein Bindemittel umfaßt.
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Diese Bestandteile werden so gewählt, daß sie ein sehr großes Gasvolumen mit verminderter Temperatur (unterhalb 1500°C) ergeben, damit keine Zersetzung der reaktiven Ladung 5 bewirkt wird.
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Das Oxidationsmittel kann beispielsweise aus den folgenden Verbindungen ausgewählt werden: Ammoniumperchlorat, Kaliumperchlorat, Kaliumnitrat und Natriunitrat.
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Als Reduktionsmittel kann beispielsweise ein metallisches Reduktionsmittel wie Aluminium, Bor, Magnesium oder Titan ausgewählt werden.
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Das Bindemittel erlaubt die Formgebung des Blocks 7 und gewährleistet dessen mechanische Beständigkeit. Es kann darüber hinaus zur Gaserzeugung beitragen, weshalb das Bindemittel vorzugsweise aus den folgenden Verbindungen ausgewählt ist: hydroxyliertes Polybutadien (PBHT), Nitrocellulose, Nitroglycerin.
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Beispielsweise können die folgenden gaserzeugenden Zusammensetzungen Verwendung finden (die Prozentangaben sind Gewichtsprozente, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung):
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Beispiel 1
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- 10 bis 30 Gew.-% Ammoniumperchlorat,
- 50 bis 70 Gew.-% Aluminiumpulver,
- 5 bis 20 Gew.-% PBHT (Bindemittel).
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Beispiel 2
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- 25 bis 45 Gew.-% Natriumnitrat,
- 55 bis 85 Gew.-% Magnesiumpulver,
- 5 bis 15 Gew.-% PBHT (Bindemittel).
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Beispiel 3
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- 25 bis 35 Gew.-% Ammoniumperchlorat,
- 10 bis 50 Gew.-% Magnesiumpulver,
- 5 bis 20 Gew.-% PBHT (Bindemittel).
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Beispiel 4
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- 90 bis 50 Gew.-% Kaliumperchlorat,
- 5 bis 25 Gew.-% Aluminiumpulver,
- 5 bis 40 Gew.-% PBHT (Bindemittel).
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Alle diese Zusammensetzungen werden mittels einer der vorstehend beschriebenen Startzusammensetzungen gezündet.
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Die Herstellung der Zusammensetzungen erfolgt mittels der gewöhnlichen Verfahren zur Verarbeitung von pyrotechnischen Zusammensetzungen, nämlich durch Pressen oder Gießen (das Gießen wird insbesondere bei den Zusammensetzungen auf der Grundlage von Ammoniumperchlorat angewendet).
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In gleicher Weise kann für die gaserzeugende Zusammensetzung auch ein Schießpulver ausgewählt werden, z. B. ein einkomponentiges Pulver, ein zweikomponentiges Pulver oder ein Kompositpulver.
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Die Kompositpulver sind die Schießpulver bekannter Art, die wenigstens einen Explosivstoff (wie Hexogen) und ein Bindemittel wie hydroxyliertes Polybutadien (PBHT) beinhalten.
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Weitere Schießpulver sind dem Fachmann gleichfalls bekannt, sie umfassen einen oder mehrere nitrierte Grundstoffe bzw. Komponenten, wie z. B. Nitrocellulose oder Nitroglycerin.
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Die Pulver werden mittels der gewöhnlich von Pulververarbeitern verwendeten Verfahren (Pressen, Extrudieren) der Papierindustrie in die Form des Blocks 7 gebracht.
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Die Pulver werden durch eine der vorstehend beschriebenen Startzusammensetzungen gezündet.
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Schließlich kann als gaserzeugende Zusammensetzung auch eine Zusammensetzung ausgewählt werden, die ein halogeniertes (insbesondere fluoriertes) Polymer umfaßt, wie z. B. Polytetrafluorethylen (das unter der eingetragenen Marke Teflon verkauft wird), fluoriertes Vinylidencopolymer (gehandelt unter der eingetragenen Marke Viton) oder vorzugsweise einem Gemisch aus beiden (das Viton spielt dann auch eine Rolle als Bindemittel für Teflon).
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Das halogenierte Polymer liegt zusammen mit einem Reduktionsmittel vor (wie einem Metallpulver, z. B. von Magnesium, Aluminium, Zirkonium, oder einem Gemisch dieser Metallpulver) und, gegebenenfalls, zusammen mit einem Oxidationsmittel (z. B. Ammoniumperchlorat, Kaliumperchlorat, Natriumnitrat oder Kaliumnitrat).
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Derartige Zusammensetzungen sind bei Temperaturen unterhalb 400°C sehr stabil. Die Formgebung dieser Zusammensetzungen läßt sich einfach durch Formgießen, Spritzen oder maschinelle Bearbeitung verwirklichen.
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Die Zusammensetzungen erzeugen eine große Gasmenge, ausgehend von einem geringen Anfangsvolumen.
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Beispielsweise können die folgenden Zusammensetzungen verwendet werden:
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Beispiel 5
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- 35 bis 65 Gew.-% Magnesium,
- 10 bis 40 Gew.-% Polytetrafluorethylen,
- 5 bis 25 Gew.-% fluoriertes Vinylidencopolymer.
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Beispiel 6
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- 20 bis 45 Gew.-% Kaliumperchlorat,
- 5 bis 30 Gew.-% Aluminiumpulver,
- 5 bis 50 Gew.-% Polytetrafluorethylen,
- 10 bis 15 Gew.-% fluoriertes Vinylidencopolymer.
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Diese Zusammensetzungen werden mittels einer der oben beschriebenen Startzusammensetzungen gezündet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise:
Wenn sich die Temperatur der Ummantelung 2 erhöht (beispielsweise während eines Brandes), wird dieser Temperaturanstieg von den die Startmittel bildenden Tabletten 10 aufgenommen (dies wird dank deren Anordnung in direktem Kontakt mit dem Boden der Ummantelung bewirkt).
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Sobald die Temperatur die vorbestimmte Höhe erreicht hat, werden die Tabletten 10 entzündet und zünden ihrerseits die gaserzeugende Zusammensetzung des Blocks 7.
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Der Druck des erzeugten Gases wirkt auf den Stempel 8, welcher auf die reaktive Ladung 5 drückt. Mit dem Stempel 8 kann die reaktive Ladung 5 außerdem thermisch gegen die erzeugten Gase isoliert werden. Der Stempel 8 gewährleistet überdies eine bessere Druckverteilung.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Ladung 5 nicht an der Manschette 6 befestigt, und der Druck wird so auf den Deckel 3 sowie seine Verbindung mit der Ummantelung übertragen.
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Die Verbindung wird so gewählt, daß sie den Halt des Deckels während der normalen Anwendungsphasen der Munition gewährleistet, aber gleichermaßen auch gelöst werden kann, wenn die durch den Block 7 bereitgestellte Druckhöhe erreicht ist. Hier wird dann das Gewinde durch den einwirkenden Druck abgeschert.
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Weitere Verbindungsmittel können je nach den Eigenschaften des durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellten Gasdrucks vorgesehen sein.
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Die Verbindung zwischen Deckel und Ummantelung kann beispielsweise mit Hilfe von Stiften verwirklicht werden. Die Stifte können auch aus einem Material gebildet sein, dessen Schmelztemperatur leicht unterhalb der Zündtemperatur der Tabletten 10 liegt.
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In letzterem Fall wird der Deckel etwa zu dem Zeitpunkt gelöst, zu dem der vom Block 7 erzeugte Gasdruck auf den Deckel einwirkt.
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Eine solche Variante erlaubt den Entwurf einer Munition, bei der sehr wenig von der gaserzeugenden Zusammensetzung verwendet wird (dies gestattet die Gewährleistung der Sicherheit von Munitionen, in denen das für die Entmantelungsvorrichtung zur Verfügung stehende Volumen gering ist).
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Wenn der Deckel einmal von der Ummantelung abgetrennt ist, wirkt der Gasdruck weiter auf die reaktive Ladung und wirft diese aus der Ummantelung heraus.
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Eine derartige Vorrichtung ist insbesondere im Falle einer Explosivstoffladung vorteilhaft, da mit dieser Vorrichtung die ganze eingeschlossene Ladung freigesetzt werden kann.
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Die reaktive Ladung wird dabei aus ihrer Ummantelung herausgestoßen, während sie selbst noch nicht begonnen hat, sich zu zersetzen. Jede Gefahr einer Detonation entfällt und die ausgestoßene Ladung verbrennt außerhalb der Ummantelung, ohne Gefahren für Personen zu verursachen, die an den Brandorten einschreiten müssen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, in der in 1 gezeigten Munition den Block 7 und die Start- bzw. Zündtabletten 10 durch einen einzigen Block gleicher Art aus einer bestimmten gaserzeugenden Zusammensetzung zu ersetzen, die gegenüber einer Temperaturerhöhung empfindlich ist und insbesondere eine Zündtemperatur im Bereich zwischen 150°C und 200°C aufweist.
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Beispielsweise wird hierfür eine Zusammensetzung gewählt, die ein Oxidationsmittel und ein Bindemittel umfaßt. Das Oxidationsmittel kann aus den folgenden Verbindungen ausgewählt sein: Ammoniumperchlorat, Kaliumperchlorat, Kaliumnitrat, Natriumnitrat, und das Bindemittel kann vorzugsweise hydroxyliertes Polybutadien (PBHT) sein.
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In einer solchen Zusammensetzung spielt das Bindemittel, neben seinen mechanischen Funktionen, die Rolle des Reduktionsmittels und nimmt an der Gaserzeugung teil.
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Beispielsweise können die folgenden Zusammensetzungen verwendet werden:
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Beispiel 7
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- 55 bis 80 Gew.-% Kaliumperchlorat,
- 45 bis 20 Gew.-% hydroxyliertes Polybutadien.
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Beispiel 8
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- 55 bis 80 Gew.-% Ammoniumperchlorat,
- 45 bis 20 Gew.-% hydroxyliertes Polybutadien.
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Diese Zusammensetzungen entzünden sich spontan, wenn sie auf eine Temperatur in der Größenordnung von 180°C gebracht werden.
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Die Zusammensetzungen können durch Gießen oder Pressen hergestellt werden.
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Es ist selbstverständlich möglich, die erfindungsgemäße Entmantelungsvorrichtung auch bei anderen Munitionsarten anzuwenden. Die beschriebene Vorrichtung kann insbesondere zur Entmantelung der Treibladungen von gelenkten oder ungelenkten Flugkörpern verwendet werden. In diesem Fall trägt der Deckel 3 beispielsweise eine Ausströmdüse oder Schubdüse für die Treibgase.
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Die Erfindung gewährleistet sowohl das Abstoßen der Düse als auch den Ausstoß des Treibladungsblocks.
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In einigen Fällen ist es darüber hinaus möglich, eine Munition vorzusehen, bei der die isolierende Manschette 6 um die reaktive Ladung fehlt. Die Bewegungsfreiheit der Ladung 5 in bezug auf die Ummantelung 2 wird in diesem Fall durch eine geeignete maschinelle Bearbeitung gewährleistet.
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1a zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die Entmantelungsvorrichtung einen Block 7 aus einer gaserzeugenden Zusammensetzung und Startmittel umfaßt, die durch eine Scheibe 11 aus einer gegenüber einer Temperaturerhöhung empfindlichen Zusammensetzung gebildet sind.
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Die vorstehend beschriebenen Zusammensetzungen eignen sich auch für diese abgeänderte Ausführungsform, die den Vorteil besitzt, kostengünstiger zu sein, da die Formen der verschiedenen Bestandteile sehr einfach sind.
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In dieser Ausführungsform befindet sich das reaktive Material 5 in direktem Kontakt mit dem gaserzeugenden Block 7. Diese ist daher insbesondere in Fällen geeignet, in denen die Explosivstoffladung wenig wärmeempfindlich ist, oder auch zur Entmantelung der Treibladungen von gelenkten oder ungelenkten Flugkörpern.
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1b zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Entmantelungsvorrichtung zwischen dem Deckel 3 und der reaktiven Ladung 5 angeordnet ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist keine isolierende Manschette zwischen der Ladung 5 und der Ummantelung 2 vorgesehen.
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Der gaserzeugende Block wird von einer gegenüber einer Temperaturerhöhung empfindlichen Zusammensetzung gebildet, wie sie vorstehend beschrieben worden ist. Er besitzt eine axiale Aussparung, damit die Zündung der Ladung 5 durch die Zündmittel 4 nicht gestört wird.
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Wenn der gaserzeugende Block im Anschluß an eine geeignete Temperaturerhöhung gezündet wird, wirkt der Gasdruck auf den Deckel 3 und bewirkt das Abscheren der Verbindungsmittel zwischen dem Deckel 3 und der Ummantelung 2.
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Das Abstoßen des Deckels bringt die reaktive Ladung in Verbindung mit der freien Luft. Die Ladung wird selbst nicht durch den Gasdruck ausgestoßen, aber eine derartige Freigabe oder Entmantelung kann in bestimmten Fällen ausreichen, beispielsweise wenn das explosive Material nicht stark eingeschlossen oder nur wenig empfindlich ist.
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Eine derartige Lösung besitzt auch den Vorteil, daß eine Abtrennung der Zündmittel 4 von der reaktiven Ladung 5 gewährleistet ist und daß diese Abtrennung erfolgt, sobald eine Temperaturerhöhung festgestellt wird. Man erhöht somit die Sicherheit der Munition und vermeidet den Rückgriff auf ein spezielles Schutzsystem zur Trennung der Zündmittel und der Ladung.
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1c beschreibt eine weitere Ausführungsform, bei der der Block 7 in einer Aufnahme 14 eines abnehmbaren oder lösbaren Bodens 13 angeordnet ist. Der abnehmbare Boden ist mit der Ummantelung 2 mit Hilfe von bekannten Verbindungsmitteln, beispielsweise durch Schrauben, verbunden.
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Der Block 7 trägt eine Tablette 10 aus einem Startermaterial.
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Die Tablette 10 steht in Kontakt mit dem Boden, so daß sie im Falle einer Erhöhung der Temperatur der Munition durch den Boden aufgeheizt werden kann.
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Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorhergehenden dadurch, daß der Block 7 von der reaktiven Ladung 5 durch einen aufblasbaren Sack 15 getrennt ist.
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Der Sack ist beispielsweise aus Polyethylen oder aus einem verstärkten Polyester gebildet. Er besitzt eine ausreichende Festigkeit, um die Gase halten zu können.
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Der Sack wird beispielsweise durch Einklemmen zwischen dem lösbaren Boden 13 und der Ummantelung 2 festgehalten.
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Während der Zündung des Blocks aus der gaserzeugenden Zusammensetzung bläst sich der Sack auf und stößt an die Oberfläche der reaktiven Ladung an, die sich gegenüber dem Boden 13 befindet. Die Ladung 5 überträgt den Druck auf den Deckel 3 und auf dessen Verbindungsmittel, wie oben beschrieben.
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Der Vorteil einer solchen Anordnung liegt darin, daß die Verwendung eines Stempels vermieden wird, gleichwohl aber der Ausstoß einer reaktiven Ladung möglich ist, die nicht direkt einem Gasdruck ausgesetzt werden kann, wie beispielsweise einer pulverförmigen Ladung oder einer gegenüber einem Auseinanderfallen im Innern der Ummantelung empfindlichen Ladung. Der durch die Gase aufgeblasene Sack gewährleistet eine hervorragende Verteilung des durch den Block 7 erzeugten Drucks.
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Die 2 und 2a beschreiben eine zweite Ausführungsart, bei der die gaserzeugende Zusammensetzung die Form eines zylindrischen Blocks 7 annimmt, der von der reaktiven Ladung 5 durch einen Stempel 8 getrennt ist.
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Die reaktive Ladung 5 ist von der Ummantelung 2 mittels einer isolierenden Manschette getrennt, die aus drei Abschnitten 6a, 6b und 6c, getrennt durch die Schienen oder Stege 12a, 12b und 12c, gebildet ist. Die Stege liegen in gleichmäßigen Winkelabständen auseinander und erstrecken sich in Längsrichtung über im wesentlichen die gesamte Länge der Ummantelung 2, von dem Deckel 3 bis zu dem Block 7, mit welchem sie in Kontakt stehen.
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Die Abschnitte der Manschette 6 sind, wie oben beschrieben, aus einem wärmeisolierenden Material gebildet.
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Die Stege 12 bilden die Startmittel für die gaserzeugende Zusammensetzung des Blocks 7. Sie sind folglich aus einer Zusammensetzung gebildet, die eine Start- bzw. Zündtemperatur vorzugsweise im Bereich zwischen 150°C und 200°C aufweist.
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Beispielsweise sind sie aus einem Material der oben beschriebenen Art gebildet und vereinigen wenigstens ein Metallpulver und wenigstens ein pulverförmiges Material, das mit dem Metallpulver reagieren kann.
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Der Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht darin, daß die Entmantelung nicht nur im Fall einer langen und zunehmenden Erwärmung der Munition als Ganzes gewährleistet ist, sondern auch in einem Fall einer heftigen und entfernt von Block 7 stattfindenden Erwärmung, wie beispielsweise auf der Ummantelung 2 und in der Nähe des Deckels 3.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Startmittel wie ein Temperaturfühler aufgebaut, der Veränderungen in der thermischen Umgebung der Munition feststellen und diese auf den Block aus der gaserzeugenden Zusammensetzung übertragen kann, welcher die Entmantelung gewährleistet.
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Es ist möglich, eine andere Zahl von Stegen vorzusehen, insbesondere um die Empfindlichkeit gegenüber einer heftigen Erwärmung zu erhöhen.
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Es ist selbstverständlich möglich, diese Ausführungsform mit den oben beschriebenen Varianten zu kombinieren, und insbesondere:
- – die in Längsrichtung angeordneten Stege mit einem auf der Seite des Deckels 3 angeordneten Block (wie in 1b) zu verbinden,
- – die Stege und den Block aus ein und demselben temperaturempfindlichen Material zu bilden,
- – den Stempel 8 nicht vorzusehen.
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Diese Ausführungsform kann auch zur Entmantelung von explosiven Munitionen, wie Triebwerken, verwendet werden.
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3 zeigt eine Teilansicht der Ummantelung 2 einer Munition. Die Ladung 5 ist im Innern der wenigstens zwei koaxiale zylindrische Teile 2b und 2c umfassenden zylindrischen Ummantelung 2 angeordnet, die mit Hilfe von Verbindungsmitteln, z. B. mit in gleichmäßigen Winkelabständen verteilten radialen Stiften 16 (von denen hier nur eine Achse dargestellt ist), aneinander befestigt sind.
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Die Ummantelungen 2b und 2c führen einander gegenseitig durch entsprechende zylindrische Umfangsflächen (bezeichnet mit 19a, 19b und 20a, 20b) und weisen entsprechende Anschlagsflächen auf (bezeichnet mit 17a, 17b und 18a, 18b), die ihre axiale Relativposition festlegen.
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Sobald die Teile der Ummantelung ihre gegenseitige Lage eingenommen haben, umgrenzen sie eine Aufnahme. Ein zylindrischer Ring 21 aus einer gaserzeugenden Zusammensetzung der oben beschriebenen Art, die gegenüber einer Temperaturerhöhung empfindlich ist, wird im Zeitpunkt des Zusammenbaus der Teile der Ummantelung in diese Aufnahme eingebracht.
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Diese Zusammensetzung befindet sich in Kontakt mit der Ummantelung und erwärmt sich mit dieser. Die Befestigung mit Stiften bildet eine Bruchzone der Ummantelung, die in der Nähe der gaserzeugenden Zusammensetzung angeordnet ist.
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Sobald die gaserzeugende Zusammensetzung reagiert, bewirkt der Gasdruck das Abscheren der Stifte 16 und die Trennung der Munition in zwei Teilstücke, wodurch die Ladung 5 an die freie Luft gesetzt wird.
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In vorteilhafter Weise werden eine bestimmte Anzahl von Ringen 19 entlang des Munitionskörpers angeordnet, wodurch die Ummantelung in mehrere Teilstücke aufgespalten werden kann.
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Diese Ausführungsform ist insbesondere für großdimensionierte Munitionen (wie Bomben) geeignet, oder auch für die Triebwerke von Flugkörpern mit beträchtlichen Abmessungen.
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Sie besitzt den Vorteil, daß die gaserzeugende Zusammensetzung nicht mit dem reaktiven Material in Kontakt gerät und sie vermindert auch nicht das von letzterem beanspruchte Volumen.
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Es ist selbstverständlich möglich, den Ring 19 durch zwei konzentrische Ringe zu ersetzen, wobei einer der Ringe aus einem Startmaterial und der andere aus einer gaserzeugenden Zusammensetzung gebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4423683 [0006]
- WO 90/01635 [0011]
