DE2640799A1

DE2640799A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von sprengstoffen fuer zuendsaetze

Info

Publication number: DE2640799A1
Application number: DE19762640799
Authority: DE
Inventors: George Byron Carter; Alan Cross; John Francis Hobbs; Richard Northan Knights; Gordon Roy Sutcliffe; Peter Howard Whittall
Original assignee: Imperial Metal Industries Kynoch Ltd
Current assignee: Imperial Metal Industries Kynoch Ltd
Priority date: 1975-09-11
Filing date: 1976-09-10
Publication date: 1979-04-26
Also published as: FR2407189B1; NO763108L; AU512089B2; NL7610074A; CA1089684A; SE7610044L; SG57581G; NO146706B; FR2407189A1; IT1066623B; GB1569874A; CY1099A; DK407576A; DE2640799C2; BE846112A; NO146706C; NZ182010A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Sprengstoffen.

Gegenwärtig ist es üblich, Sprengstoffe für Zündsätze zum Zünden von Explosivvorrichtüngen (wie z.B. Munitionspatronen und Detonatoren) in großen Chargen oder mit der höchstmöglichen kontinuierlichen Geschwindigkeit weitab von der Zündzone herzustellen. Bei der Herstellung des Zündsatzes wird Sprengstoff aus dem Lager genommen und mit anderen Bestandteilen einer Zusammensetzung in einer beträchtlichen

909817/0001

Charge gemischt, die dann auf Elemente der Vorrichtungen (wie z.B. Zündkapselhälsen, Patronenhülsen und Detonatorgehäuse) verteilt wird. Diese Verfahrensweise beinhaltet eine Lagerung in größeren Mengen, einen Transport zur Mischstation, das Mischen selbst, den Transport des Gemischs zur Zündzone und die Verteilung auf die einzelnen Elemente. Da Sprengstoffe für Zündsätze von Haus aus gefährlich herzustellen und handzuhaben sind, ist jede der genannten Stufen gefährlich und erfordert spezielle Vorkehrungen, insbesondere wenn der Sprengstoff in größeren Massen vorliegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Sprengstoffen für Zündsätze umfaßt nun die drei folgenden Merkmale allein oder in beliebiger Kombination:

1. Der Sprengstoff wird in einer relativ kleinen Menge hergestellt, und zwar vorzugsweise in einer Menge, die einem einzelnen Bedarf entspricht.

2. Der Sprengstoff wird in einer verhältnismäßig kleinen Geschwindigkeit hergestellt, und zwar vorzugsweise in einer Geschwindigkeit nicht größer als die Geschwindigkeit, in der er für die Zündsatzherstellung gebraucht wird.

3. Die Herstellung des Sprengstoffs erfolgt weitgehend kontinuierlich oder gleichzeitig mit seiner weiteren Verwendung.

Der Sprengstoff kann in einer Charge hergestellt werden, die einem einzelnen oder einem mehrfachen Bedarf entspricht, jedoch in einer Charge, die im Verhältnis zu den herkömmlichen Chargen klein ist. Um einen bestimmten Bedarf in einer bestimmten Zeit zufriedenzustellen, kann eine Reihe solcher Chargen in dieser Zeit hergestellt werden, wobei diese Chargen um einen bestimmten Abstand getrennt sind und/oder wobei die Herstellung in einer Weise erfolgt, die die Isolierung einer Explosion einer bestimmten Charge erleichtert. Die Chargen können in regelmäßigen Abständen, vorzugsweise in vorbestimmten Zeitabständen, her-

"00981 7/0001

gestellt werden, wodurch die Abstandshaltung und die anschliessende Handhabung erleichtert wird.

Die maximal zulässige Größe einer Charge hängt von der Art des Sprengstoffs und den Bedingungen ab, unter denen er hergestellt werden soll. Die Sensibilität, die Explosionskraft, die erforderlichen Herstellungsbedingungen und die Vielseitigkeit der Verwendung des Sprengstoffs beeinflussen alle die Größe der Charge. Die Herstellungsgeschwindigkeit beeinflußt ebenfalls die Größe der Charge, genauso wie die Vorkehrungen, die zur Isolierung einzelner Chargen getroffen werden. Übliche Zündsatzzusammensetzungen für Randfeuerpatronen enthalten Bleistyphnat als Zündsatzsprengstoff. Hierbei könnte eine Styphnatcharge, die beispielsweise für 20 Zündsatzladungen von Randfeuerpatronen ausreicht, hergestellt und zwischen den Randfeuerpatrone in einem kontinuierlichen Vorgang verteilt werden. Entsprechende Maßnahmen könnten zur Herstellung von Zündsätzen für Schrotpatronen und Detonatoren verwendet werden. Größere Chargen erfordern natürlich besondere Vorkehrungen, jedoch können Chargen in der Größenordnung bis zu ca. 100 g in Abständen von ungefähr 1 Minute hergestellt werden.

Die Chargen können gegebenenfalls für die einzelnen Anwendungen zusammengefaßt werden. Wenn sie nicht sofort verwendet werden, können sie auch für einen bestimmten Bedarf gesammelt werden. Es wird jedoch weder eine Kombination noch eine Unterteilung von Chargen bevorzugt, da sich hierdurch zusätzliche Gefahren ergeben. Bei einer bevorzugten Verfahrensweise entspricht eine Charge einem Einzelbedarf. Beispielsweise reicht jede Charge einer Reihe gerade als Zündsatzladung für eine Randfeuerpatrone, eine Schrotpatrone oder einen Detonator aus. Dies gestattet die gleichzeitige Herstellung und Verwendung des Sprengstoffs in situ in einer Anwendungsvorrichtung.

Zur Vermeidung von Zweifeln wird die folgende Erklärung für die Ausdrücke "Anwendungsvorrichtung" und "Herstellung in situ" gegeben:

909817/0001

Der Ausdruck "Anwendungsvorrichtung" bezieht sich auf eine Kombination aus mindestens zwei Elementen einer Sprengstoffvorrichtung, wobei mindestens eines dieser Elemente ein Körper aus dem Sprengstoff ist. Das andere Element kann ein bloßer Behälter oder ein bloßer Träger für den Sprengstoff sein, wie z.B. ein Randfeuerpatronengehäuse, ein Detonatorgehäuse oder eine Kapselhülse. Die Anwendungsvorrichtung kann eine fertige Sprengstoffvorrichtung sein. Sie ist aber vorzugsweise nur teilweise fertiggestellt:

a) beispielsweise kann es erforderlich sein, daß weitere Elemente hinzugefügt werden müssen, um die Sprengstoffvorrichtung herzustellen, wie z.B. Treibmittel und eine Kugel für eine Randfeuerpatrone oder ein elektrischer Anschluß oder eine Zündschnur für einen Detonator;

b) die Elemente können noch eine Formung erfordern oder in bezug aufeinander bewegt werden müssen, beispielsweise wenn ein Zündsatz in einem Randfeuerpatronengehäuse durch einen herkömmlichen rotierenden Kolben an den Rand des Gehäuses gedrückt wird, nachdem der Sprengstoff im Kopf des Gehäuses angeordnet worden ist.

Der Ausdruck "Herstellung in situ" besagt, daß der Sprengstoff in bezug auf mindestens ein anderes Element hergestellt wird, um die Kombination zu ermöglichen» Wenn das andere Element ein Behälter ist, dann wird der Sprengstoff normalerweise darin hergestellt» Wenn das andere Element ein Träger ist, dann kann der Sprengstoff als Körper rund um einen Teil des Trägers hergestellt werden. Wie oben bereits angedeutet, besagt "Herstellung in situ" nicht, daß die Kombination unmittelbar vor der endgültigen Anwendung fertig ist.

Der Sprengstoff kann in einem kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Strom aber mit einer Geschwindigkeit hergestellt werden, die im Vergleich zu den herkömmlichen kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Verfahren relativ gering ist. Der Strom kann durch Sprengstoffsperren in aufeinanderfolgende

909817/0001

"Längen" getrennt werden.

Die Herstellung von Sprengstoff in Form eines kontinuierlichen Stroms oder einer Reihe von Chargen wird erleichtert, wenn das Herstellungsverfahren kontinuierlich oder gleichzeitig mit der Anwendung vonstatten geht. Der Ausdruck "kontinuierlich" bedeutet nicht unbedingt eine augenblickliche Anwendung. In der Praxis ist eine gewisse "Lagerung" unvermeidbar, wenn die Herstellung nicht in situ erfolgt. Diese Lagerung kann nach Bedarf so eingestellt werden, daß sie den Herstellungsumständen entspricht. Jedoch wird ein kontinuierlicher Strörr.ungsweg zwischen den Herstellungs- und Verwendungstufen bestehen, so daß eine Lagerung von gefährlichen Stoffen außerhalb der Kerstellungsstraße vermieden oder verringert wird. Um dies zu erreichen, wird die Herstellungsgeschwindigkeit und die Anwendungsgeschwindigkeit vorzugsweise aneinander vollständig oder praktisch vollständig angeglichen, und zwar zumindest im Zeitdurchschnitt.

Ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren wird vorzugsweise automatisiert. Die Materialien, die für die Herstellung des Sprengstoffs erforderlich sind, können automatisch in einem Strom oder in Chargen unter kontrollierten thermischen Bedingungen zugemessen werden, auch wenn kleine Mengen erforderlich sind. Es wird außerdem bevorzugt, ein automatisches Herstellungsverfahren mit einer automatischen Anwendung zu integrieren, wobei mindestens teilweise fertige Sprengstoffvorrichtungen erzeugt werden. Beispielsweise kann im Falle des Einführens von Zündsätzen in Randfeuerpatronen die Herstellung des Sprengstoffs für die Zündsätze kontinuierlich mit einer automatischen Straße erfolgen, welche die mit Zündsatz versehenen Gehäuse aufnimmt, Treibmittel einbringt und die Kugel einfügt.

Der Sprengstoff sollte ein Zündsatzsprengstoff sein, d.h. ein Sprengstoff, der gegenüber Wärme, Reibung, Flamme, elektrischem Funken, Schlag oder ein anderes bestimmtes Initiierungsereignis empfindlich ist. Der Sprengstoff kann so hergestellt sein, daß

909817/0001

er Wärme oder einen Blitz und weniger eine beträchtliche Menge Gas oder aber einen Detonationsschock erzeugt. Wärme und Blitz erzeugende Sprengstoffe können für ihre Initiierung Treibmittel erfordern, während Schock erzeugende Sprengstoffe im allgemeinen für die Initiierung einen zweiten empfindlichen Sprengstoff erfordern, wie dies beispielsweise bei Basisladungen von Detonatoren der Fall ist.

In der Folge ist eine Erklärung für Ausdrücke gegeben, die weiter unten in dieser Beschreibung verwendet werden:

a) Das Wort "Material" ist im allgemeinen Sinne gebraucht;

b) das Wort "Bestandteil" wird zur Bezeichnung eines Teils einer Zusammensetzung verwendet, in welcher die Bestandteile einzeln identifizierbar bleiben;

c) das Wort"Komponente" wird zur Bezeichnung eines Materials verwendet, das mit einer anderen Komponente oder mit anderen Komponenten vereinigt werden kann, um ein weiteres Material herzustellen, in welchem keiner der Komponenten einzeln identifizierbar ist.

Der Sprengstoff kann jede gewünschte physikalische Form aufweisen. Vorzugsweise besitzt er die Form einer Verbindung, einer Zusammensetzung oder eines Mehrfachsalzes, wie z.B. eines Doppelsalzes solcher Art, wie es in der DT-PS 289 016 beschrieben ist.-Eine Sprengstoffverbindung oder ein Sprengstoffmehrfachsalz kann einen Teil einer Zusammensetzung bilden und in einem Gemisch aus einigen oder allen der anderen Bestandteile der Zusammensetzung hergestellt werden. Beispielsweise kann eine Sprengstoffverbindung oder ein Sprengstoffmehrfachsalz in einem Gemisch hergestellt werden, das einen Brennstoff und/oder einen Oxidator und/oder einen Friktionator enthält. Eine solche Zusammensetzung ist in der US-PS 2 239 5^7 beschrieben. Eine Zusammensetzung kann gemäß dieser Erfindung dadurch hergestellt werden, daß man die Bestandteile zusammenbringt oder daß man einige der Bestandteile und Komponenten, welche den anderen Bestandteil oder die anderen Bestandteile ergänzen, zusammenbringt.

909817/0001

-■■/--■ ■ ■ ■ -

Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind die Materialien, die zur Herstellung des Sprengstoffs zusammengebracht werden, vorzugsweise weitgehend unempfindlich, so daß Lagerungs-, Misch- und Ladungsprobleme vermieden werden. Es kann jedoch nötig sein, einige empfindliche Ausgangsmaterialien zu verwenden. Beispielsweise kann eine Sprengstoff zusammensetzung mehrere empfindliche Bestandteile enthalten, wobei es schwierig oder unmöglich ist, alle empfindlichen Bestandteile gleichzeitig in der Zusammensetzung herzustellen. Beispielsweise ist es schwierig, Bleistyphnät und Tetrazen gleichzeitig in einer Zündsatzzusammensetzung für Randfeuermunition herzustellen, obwohl diese Bestandteile erforderlich sein können. Demgemäß umfaßt die Erfindung auch die Verwendung von empfindlichen Ausgangsmaterialien. Wenn diese aber verwendet werden, dann sollen sie nur einen kleineren Anteil und vorzugsweise einen ganz kleinen Anteil der Ausgangsmaterialien stellen.

Es liegt innerhalb des Bereichs der Erfindung, einen empfindlichen Sprengstoff beispielsweise aus verhältnismäßig unempfindlichen Ausgangsmaterialien herzustellen und ihn dann mit zusätzlichen Bestandteilen einer Zusammensetzung zu kombinieren. Dies kann möglich sein, wenn die zusätzlichen Bestandteile die Herstellung des empfindlichen Sprengstoffs stören würden. Es wird jedoch bevorzugt, solche Zusätze weitmöglichst zu vermeiden, da hier eindeutig zusätzliche Gefahren hervorgerufen werden.

Die Herstellung eines Sprengstoffs kann in einem flüssigen Medium, vorzugsweise Wasser erfolgen. Dieses flüssige Medium kann nach der Herstellung des Sprengstoffs abgetrieben oder anderweitig entfernt werden. Das flüssige Medium kann jede o^er beide der folgenden Punktionen erfüllen:

1. Es kann als Desensibilisator für feste empfindliche Bestandteile wirken, welche gedämpft werden, bis die Zusammensetzung hergestellt ist.

2. Es kann als Reaktionsmedium dienen, so daß die Komponenten

809817/0001

-Jr-

ein neues Material bilden.

Eine Komponente, welche in einem Reaktionsmedium löslich ist, kann durch das Medium in Lösung gebracht und hierauf mit einer anderen Komponente zusammengebracht werden. Alternativ können die Komponenten und das Medium voneinander unabhängig sein, bevor sie zusammengebracht werden. Wenn die Komponenten in Abwesenheit eines Mediums nicht gefährlich reagieren, dann können sie zusammengebracht werden, bevor sie in das Medium eingebracht werden.

Zwar umfaßt die Erfindung die Herstellung von Zusammensetzungen durch bloßes Mischen der Bestandteile, aber im allgemeinen treten Wechselwxrkungen zwischen den Komponenten auf. üblicherweise umfaßt dies auch ein© chemische Reaktion. Die erwünschten Charakteristiken einer solchen "Reaktion für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind in der Folge aufgeführt?

a) Einfachheit: Die Reaktion sollte vorzugsweise nur eine einzige Stufe umfassen_s und swar ohne längerem Rühren (vorsugsweise überhaupt ©tee Rühren) und ohne das Erfordernis \ron genau definierten kritischen Bedingungen _s wie z.B. Temperatur und pHο

fa) Geschwindigkeit; Die Heaktion sollte vorzugsweise In einer kurzen Zeit su Ende sein,, Dies ist jedoeh nicht erfcrderlieha wenn sine unvollotlndlge Reaktion die weitere Verarbeitung nicht behindert _s uie 3_eB„ das Spinnen _ΰ Trocknen₉ ä@n Eusats von Treibmittel mnü äas Aufsetzen einer Kugel bei der Herstallung vor Munition9 und vorausgesetzt_a daß die Reaktion su Ende ist₉wenn die Produkte dann abschließend angewendet werden.

c) Verträglichkeit mit Behältern; Die Lösungen oder anderen Materialien, die bei der Heaktion eine Rolle spielen, sollten eindeutig mit dem Material des Behälters verträglich sein, In welchem die Reaktion stattfindet. Einige Säuren sind aus diesen Reaktionen auszuschließen, welche In Metallbehältern stattfinden, wie s„B. in Randfeuerpatronenhülsen aus Messing.

909817/0001

d) Nebenprodukte: Es sollten keine übermäßig schädlichen Nebenprodukte gebildet werden. In einigen Fällen kann es möglich sein, Nebenprodukte einer Reaktion auszunützen, wie z.B. Oxidatoren in einer Zündsatzzusammensetzung. Wenn dies nicht möglich ist, dann sollten die Nebenprodukte inert, gasförmig, flüchtig oder verdampfbar oder doch zumindest nicht besonders schädlich sein.

e) Ausgangsmaterialien: Diese sollten in großen Chargen leicht handhabbar sein. Sie sollten im Vergleich zu dem fertigen Produkt unempfindlich sein, obwohl eine kleine Menge empfindlicher Materialien, wie z.B. Tetrazen, in die Ausgangsmaterialien für Zündsatzzusammensetzungen in ihrer fertigen Form zugesetzt werden können. Die Ausgangsmaterialien müssen nicht unbedingt nicht-explosiv sein, sie sind aber vorzugsweise keine Zündsatzsprengstoffe.

Eine Metathesereaktion wird im allgemeinen die obigen Erfordernisse a) und b) am besten erfüllen. Die Ausbildung einer kovalenten Bindung verläuft im allgemeinen verhältnismäßig langsam. Geeignete Metathesereaktionen sind doppelte Umsetzungsreaktionen und Säure/Basen-Reaktionen. Neben Metathesereaktionen hat sich aber die Bildung von Mischkristallen auch als geeignet erwiesen, die unter a) und b) angegebenen Kriterien zu erfüllen. Zündsatzsprengstoffe aus Mischkristallen sind in der Sprengstofftechnik allgemein bekannt.

Wenn der Sprengstoff in situ hergestellt wird, dann ist es nicht nötig, eine sogen, "rieselfähige" Kristallform herzustellen. Die Herstellung einer solchen Kristallform ist ein in der Sprengstofftechnik allgemein altbekanntes Problem und kann durch in situ-Technik vermieden werden. Die gewünschte Empfindlichkeit des Sprengstoffs entspricht der tatsächlichen Endanwendung und braucht nicht der Ladungstechnik angepaßt werden. In der Vergangenheit mußten viele Initiierungsverbindungen ausgeschlossen werden, da sie sich als zu empfindlich für die Verwendung bei herkömmlichen Zündtechniken erwiesen, bei denen ein Zündsatzsprengstoff von einer Charge auf Sprengstoffvorrichtungen ver-

909817/0001

teilt werden mußte. Beispiele für geeignete Materialien sind weiter unten aufgeführt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die überwiegend relativ unempfindlichen Materialien zusammengebracht, um einen Zündsatzsprengstoff in einer Menge herzustellen, die sich für die Zündung einer einzelnen Sprengstoffvorrichtung eignet. Vorzugsweise ist die Menge eine aus einer Reihe von solchen Mengen. Die Herstellung des Sprengstoffs wird vorzugsweise vollständig in situ in einer Vorrichtung durchgeführt. Es liegt jedoch innerhalb des breiten Bereichs der Erfindung, die Herstellung des Sprengstoffs außerhalb der Vorrichtung zu vervollständigen, wobei das Produkt dann in die Vorrichtung eingebracht wird, oder die Materialien abseits der Vorrichtung zusammenzubringen und die Herstellung des Sprengstoffs in situ-zu vervollständigen.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sprengstoffs für die Verwendung zum Zünden von Sprengstoffvorrichtungen, welche folgende Teile aufweist: ein Mittel zum Zusammenbringen der Materialien, die gemeinsam den Sprengstoff bilden, mit einer Geschwindigkeit und/oder in einer Folge von kleinen Mengen, die vorzugsweise einem Einzelbedarf entsprechen, und/oder auf einer Straße kontinuierlich mit Maßnahmen für die Zuführung von teilweise oder vollständig hergestelltem Sprengstoff zu einer Abfolge von anderen Elementen von Anwendungsvorrichtungen.

Wenn es erwünscht ist, Sprengstoff in einer Folge von kleinen Mengen herzustellen, dann kann die Vorrichtung mehrere Abgabeeinrichtungen aufweisen, von denen jede vorbestimmte Materialdosen zu entsprechenden Aufnehmern gibt, so daß jeder Aufnehmer eine Dosis aus dieser Abgabeeinrichtung erhält.

Die abgegebenen Materialien können Komponenten eines Sprengstoffs und ein Medium, in welchem die Komponenten miteinander in Wechselwirkung treten können, umfassen.

909817/0001

Wenn die Herstellung nicht vollständig in situ erfolgt, dann können die Ausgangsmaterialien kontinuierlich einer Mischzone zugeführt werden. Die Ausgangsmaterialien können Bestandteile einer Sprengstoffzusammensetzung und/oder Komponenten einer Sprengstoffverbindung oder eines Sprengstoffmehrfachsalzes umfassen. In der Mischzone können sie in kleinen Mengen oder mit einer geringen Geschwindigkeit zusammengebracht werden. Das Gemisch kann die Zone als Reihe von kleinen diskreten Mengen oder als Strom mit kleinen Dimensionen verlassen. Ein solcher Strom kann in Intervallen unterbrochen werden, um Explosionsgefahren zu verringernο Beispielsweise können Explosionssperren vorgesehen sein_s so daß eine Explosion an einer bestimmten Stelle im Strom auf den Bereich zwischen solchen Sperren beschränkt bleibt.

Das Gemisch lcann kontinuierlich von der Mischzone su einer Anwendungszone überführt werden » l-Jenn das Gemisch die Mischzone in einer Reihe von kleinen". Mengen verläßt _ΰ ■ dann kann jede Menge eine Größe aufweisen ₀ die einem Einseibedarf entspricht,, wie ζ-.B. dem Bedarf für eins Schrotpatronenkapsel _s eine Handfeuerpatron® oder, einen Detonator« Diese Reihe, von Mengen kann dabei direkt in eine entsprechende Reihe von Behältern; für die Spreng= .ßtoffvorrichtungen.- abgegeben werden. Es/wäre aÖglieh₉ eine Reihe TOn kleinen Mengen herausfallen ₀" von denen jede das Mehrfache sines.Einzelbedarfs beträgt₀ wobei dann jede Menge nach Bedarf unterteilt wirdo Dies wird jedoch-nicht bevorzugt ₉ da hierbei., ©ine-besondere ¥<grfahr«nsstüfe erforderlich ist» Wenn das Ge-. aiseh die Zone als StI⁵OSa mit kleinen Dimensionen verläßt _a dann können die Dimensionen.0© ausgewählt werden_s daß die Unterteilung des. Stroms in entopsaetende Mengen für ein© Eihzelanwendung■ erleichtert wird» Seisplslstieis© - kann der Querschnitt des Stroms einer einzelnen-Randfeuerpatrone₀ oiner Kapselhülse oder eines Detonator* entsprechen-. . .

¥orzugsweise werden di® Materialien in im wesentlichen vorbestimmten "Verhältnissen in.-der Misehzone- gemischt „

Die Mischzone kann derart ausgebildet sein,-daß.sie für die

Fließwege, durch welche die Materialien zugeführt werden, frei zugänglich ist. Alternativ kann ein Mittel für die Kontrolle des Zugangs zur Mischzone von solchen Strömungswegen vorgesehen sein. Beispielsweise können die Materialien durch geschlossene Strömungswege, die normalerweise von der Mischzone getrennt sind, zirkuliert werden, wobei Fallen vorgesehen sind, die bestimmte Materialmengen zur Mischzone abtrennen.

Das Mischen in der Zone kann durch jede zweckmäßige Maßnahme durchgeführt werden, und zwar aufgrund von Turbulenz, aufgrund von mechanischer Beeinflussung oder aufgrund von Gasblasen, die durch die Mischzone geführt werden.

In der Folge sind Beispiele von Sprengstoffen angegeben, die gemäß der Erfindung zur Herstellung von Randfeuerpatronen verwendet werden können.

In diesen Beispielen, welche sich auf die Herstellung von Randfeuermunition beziehen, wird auf Empfindlichkeitstests bezug genommen. Diese bestehen darin_s daß eine Kugel mit einem Gewicht von 56 g auf einen Hammer fallengelassen wird, der dann den Rand eines Patronengehäuses kerbt. Die Resultate sind in "mittlere Feuerhöhe" eingeteilt. Das ist die Fallhöhe der Kugel über dem Hammer_s die erforderlich ist, daß eine 5O£ige Wahrscheinlichkeit des Abfeuerns einer Patrone bei einer bestimmten Probe eintritt. Üblicherweise werden dazu 50 Patronen verwendet und wird eine statistische Berechnung durchgeführt. Außerdem wird auch die Standardabweichung ausgerechnet. Gelegentlich wird auch die "gesamte Feuerhöhe" angegeben. Es ist die Fallhöhe der Kugel_s bei der alle Patronen abgefeuert werden»

909817/0001

ν«

Beispiel

Styphnate

a) durch doppelte Umsetzung:

Die folgenden Materialien wurden in den angegebenen Gewichtsmengen verwendet:

Natriumstyphnat Bleihypophosphit Sand

27 Teile ^

7 Teile ) TROCKEN 25 Teile ^

Bleinitrat Tetrazen Gummiarab ikum Lissapol

31 Teile . 3 Teile )

NASS

Die ersten drei Materialien sind im Vergleich zu Bleinitrat in Wasser weitgehend unlöslich. Sie wurden in Pulverform in einem Randfeuerpatronengehäuse in einer vorbestimmten Dosis verwendet. Die erforderliche Dosis hängt von der Menge der Initiierungszusammensetzung ab, die zur Sicherstellung einer Zündung des Treibmittels erforderlich ist. In einer Patrone, die so konstruiert ist, daß sie ungefähr 80 mg Nitrocellulosebasispulver als Treibmittel enthält, waren die Mengen der reagierenden Komponenten derart, daß ungefähr 20 mg Initiierungszusammensetzung gebildet wurde. Dies kann nach Bedarf eingestellt werden, um für die Kombination die gewünschten ballistischen Charakteristiken zu erzielen.

Bleinitrat ist in Wasser löslich und wurde den trockenen Bestandteilen in wäßriger Lösung zugegeben. Das Tetrazen wurde in der Bleinitratlösung dispergiert. Es handelt sich hierbei um ein im trockenen Zustand gefährliches Material. Das Gummiarabikum und das Lissapol waren aus in der Technik all-

909817/0001

gemein bekannten Gründen in kleinen Mengen anwesend.

Die Reaktion zwischen dem Bleinitrat und dem Natriumstyphnat erfolgt dann im Patronengehäuse, wobei Bleistyphnat und Natriumnitrat im resultierenden Gemisch entstand. Das Produkt wurde nach der Reaktion getrocknet. Es wurden dann annähernd 10 Vol.-i Wasser zum getrockneten Gemisch zugegeben, um dieses formbar zu machen. Die Randfeuerpatronenhülse, welche die formbare Zusammensetzung enthielt, wurde dann zu einem herkömmlichen rotierenden Kolben geführt, um die Zusammensetzung in der üblichen Weise in den Rand des Gehäuses zu drücken. Die geformte Zusammensetzung wurde dann durch eine herkömmliche Trockenanordnung hindurchgeführt, und das mit Zündsatz versehene Gehäuse wurde anschließend in der üblichen Weise weiterverarbeitet.

Um Kapselhülsen mit Zündsatz zu versehen, kann Antimonsulfid in trockener Pulverform zumindest teilweise anstelle des "Sands" verwendet werden.

b) durch Umsetzung mit Styphninsäure:

Ein Gemisch wurde aus den folgenden Materialien in den angegebenen Gewichtsmengen hergestellt:

a) Styphninsäure 100 Teile

b) Bleiweiß 100 Teile

c) gemahlenes Glas 50 Teile

d) Bariumnitrat 50 Teile

Alle Materialien lagen in trockener Pulverform vor und alle Teilchen gingen.durch ein Sieb der Maschenweite 0,15 mm hindurch. Wenn das Gemisch auf Randfeuerpatronenhülsen verteilt wurde, dann wurde es mit Wasser durchfeuchtet und in situ im Gehäuse zu einer Reaktion veranlaßt. Es wurde gefunden, daß die resultierende, mit Zündsatz versehene Hülse mit einer Flamme zufriedenstellend zur Explosion gebracht werden konnte.

909817/0001

Die Menge der Zündsatzzusammensetzung in jeder Hülse lag in der Größenordnung von I²I bis 15 mg.

Die Styphninsäure war solcher Art, wie sie von der Royal Ordnance Factory in Bridgewater erhalten werden konnte. Bleiweiß ist basisches Bleicarbonat solcher Art, wie es üblicherweise für Farbpigmente verwendet wird. Es besitzt die chemische Formel 2 PbCo,.Pb(QH)₂.

Die Styphnätroute ist nicht auf die Herstellung von Bleiverbindungen beschränkt. Andere Schwermetallstyphnate können in ähnlicher Weise hergestellt werden. Sie wurden bereits früher für die Verwendung in Initiierungszusammensetzungen vorgeschlagen* Weiterhin ist die Säurereaktion nicht auf die Verwendung von Bleiweiß (Bleicarbonat) oder Bleioxid (PbO) beschränkt. Eine alternative Möglichkeit ist Bleihydroxid. Die Verwendung von Bleioxid ist jedoch besonders erwünscht, da sich dabei keine Nebenprodukte ergeben. Das Bleioxid und die Styphninsäure vereinigen sich genau unter Bildung von Bleistyphnat, Die Verwendung von Bleihydroxid ist auf dieser Basis ebenfalls möglich j da das einzige sich ergebende Nebenprodukt aus Wasser besteht, welches in jedem Fall als Ionisier ungsmedium anwesend ist. Eine weitere Möglichkeit ist eine Reaktion zwischen Bleiacetat und Styphninsäure. In diesem Fall ist das erwartete Nebenprodukt Essigsäure, welche flüchtig ist und während der Reaktion abgetrieben werden kann, Das Nebenprodukt von Bleiweiß ist CO₂, welches abgetrieben wird. Weitere Informationen über die Herstellung von Styphnaten finden sich in der US=PS 2 295' 104"und in der DT-PS 2 531 997·

B e i s ρ i e 1

Mehrfachsalze, insbesondere Nitrato-hypophosphite

Das Doppelsalz Bleinitrato-hypophosphit ist in der DT-PS 289 016 beschrieben. Die Verwendung desselben in einer Zündsatζzusammen-

90 9 817/0001

Setzung ist in den ÜS-PSen 2 l6O 469 und 2 116 878 beschrieben,

Bei einem Test wurden die folgenden Materialien in den angegebenen Gewichtsprozentsätzen verwendet:

Bleinitrat 40 % ν

Gummiarabikum - ) NASS

Lissapol

Bleihypophosphit kO % \

I TROCKEN Sand 20 % )

Die letzten beiden Materialien sind in Wasser weitgehend unlöslich und werden in die Randfeuerpatronenhülse in Form eines gemischten Pulvers eingebracht. Eine konzentrierte wäßrige Lösung von Bleinitrat, die kleine Mengen Gummi und Lissapol enthält, wird dann in einer vorbestimmten Dosierung dem Pulver zugegeben. Das Doppelsalz Bleinitrat-hypophosphit trennt sich bei Raumtemperatur von der Lösung. Das Produkt kann dann getrocknet werden, bis es formbar ist₃ worauf dann das Gehäuse zu einem herkömmlichen rotierenden Kolben gebracht werden kann, um die Zusammensetzung am Rand zu verdichten» Das Lissapol wirkt in diesem Beispiel als oberflächenaktives Mittel. Es kann aber auch überflüssig sein.

Das Trocknen kann bei Temperaturen bis zu mindestens 100⁰C durchgeführt werdenj um ein Produkt herzustellen_s das annähernd 10 bis 12 % Wasser enthält, das sich für die Verdichtung eignet. Das Produkt kann dann anschließend vollständig getrocknet werden. Gegebenenfalls kann das Anfangsprodukt vollständig getrocknet werden j, worauf dann eine vorbestimmte Dosis Wasser zugegeben wirds um eine formbare Zusammensetzung herzustellen. Nach der Verdichtung ist wie bei dem alternativen Verfahren dann eine weitere Trocknung erforderlich.

Bei einem alternativen Verfahren zur Herstellung einer Zündsatzzusammensetzung werden das Bleinitrat, das Bleihypophosphit und

909817/0001

der Sand als trockene Pulver gemischt, worauf eine vorbestimmte Menge trockenen Pulvers in die Randfeuerpatronenhülse eingeführt wird. Ungefähr 10 bis 12 Gew.-? Wasser werden dann zusammen mit dem Gummiarabikum und dem Lissapol den vorgemischten Pulvern zugegeben, worauf das Gemisch das Doppelsalz bildet, wie es oben allgemein beschrieben ist. Da das Gemisch nunmehr den erforderlichen Prozentsatz Wasser enthält, um es formbar zu ma

chen, besteht keine Notwendigkeit für eine Trocknung, bevor die Hülse dem rotierenden Kolben oder einer anderen Vorrichtung 'zur Verdichtung des Gemischs am Rand der Hülse zugeführt wird. Bei diesem Verfahren können die Pulver vor dem Einfüllen in die Hülse vorgemischt werden. Sie können aber auch gesondert eingeführt werden, worauf dann die Hülse vibriert wird, um das Pulver darin zu mischen. Die Mischstufe wurde bei einigen Tests weggelassen, wobei trotzdem ein zufriedenstellendes Produkt erhalten wurde.

Es ist darauf hinzuweisen, daß bei dem oben beschriebenen Verfahren, ob nun die Pulver vorgemischt werden oder nicht, oder ob nun die Aufschlämmung während der Reaktion gerührt wird oder nicht, das Doppelsalz im wesentlichen frei kristallisieren gelassen wird, d.h. ohne irgendwelche Vorkehrungen zur Kontrolle der Kristallgrcße, wie es in der US-PS 2 l6O k69 beschrieben ist. Die Bildung von "Überkristallen", von der in dieser Patentschrift gesprochen wird, kann in situ in einer Explosionsvorrichtung zugelassen werden.

Es ist äußerst zweckmäßig, die Zusammensetzung bei Raumtemperatur herzustellen. Dies hat sich als zufriedenstellend erwiesen. Jedoch ist das Verfahren nicht auf diese Temperatur beschränkt. Es kann erwünscht sein, die Temperatur, bei der sich das Produkt bildet, zu beeinflussen und möglicherweise auch Wärme zuzuführen, um die Temperatur Über Raumtemperatur anzuheben. Temperaturen bis zu ¹JS⁰C haben sich bereits als zufriedenstellend erwiesen. Höhere Temperaturen können verwendet werden, wobei natürlich die Zersetzung der Verbindungen zu berücksichtigen ist. "'■...-.. -"■■"■"-'..: ;-

909817/0001

E3 hat sich auch als möglich erwiesen, das Doppelsalz bei einem pH-Wert im Bereich von 1 bis 3 herzustellen. Ein solcher pH-Wert ist aber saurer als es nötig erscheint. Eine übermäßige Acidität ist unerwünscht, und zwar wegen der Möglichkeit eines Angriffs auf das Material der Hülse durch die darin befindlichen Lösungen. Andererseits kann eine übermäßige Alkalinität der Lösung eine Korrosion der Hülse verursachen. Ein pH von 3 bis 5 ist vermutlich geeignet. Der pH wird normalerweise durch den pH der Bleinitratkomponente bestimmt.

Die Molekulargewichte des Bleinitrats.und des Bleihypophosphits sind annähernd gleich. Die Pulver werden deshalb vorzugsweise in annähernd gleichen Gewichtsmengen verwendet. Ein leichter Überschuß einer der Pulver kann sich jedoch in der Praxis als wünschenswert erweisen, was von den Umständen abhängt. Die Erfindung ist nicht auf im wesentlichen gleiche Gewichtsmengen beschränkt, da nämlich ein Überschuß von bis zu 100 % einer der Komponenten auch ein Produkt ergibt, das eine zufriedenstellende Empfindlichkeit und In.itiierungskraft aufweist. Wenn der Überschuß eines der Produkte zunimmt, dann kann jedoch ein ausreichendes Mischen der Komponenten ein Problem werden, so daß sich Stellen mit nicht-umgesetzter Komponente im Hülsenrand finden können.

Wenn eine Lösung von Bleinitrat zu Bleihypophosphitpulver zugegeben wird, dann ist es erwünscht, die Lösung so konzentriert wie möglich zu machen, um die Wassermenge zu verringern, die vor dem Verdichten abgetrieben werden muß.

Eine Reihe von Randfeuerpatronen, die mit einem Zündsatz aus Bleinitrato-hypophosphit versehen waren und die durch das erste oben angegebene Verfahren hergestellt worden waren, wurden einer Reihe von Versuchen unterworfen. Die Ergebnisse sind in den folgenden Absätzen zusammengefaßt:

909817/0001

Empfindlichkeit

Mittlere Feuerhöhe - 119,6 - 30,0 mm Gesamte Feuerhöhe - 228,6 nun.

Dies beweist eine Empfindlichkeit, die größer ist als diejenige herkömmlicher Zündsatzzusammensetzungen, die Bleistyphnat und Tetrazen enthalten.

Es wurde festgestellt, daß die Empfindlichkeit vom Anteil des Friktionators, d.h. des Sands im obigen Beispiel, abhängt. Wenn der Friktionator nicht zugesetzt wurde, dann wurde festgestellt, daß das Produkt nicht einmal im Laderaum einer Kanone abgefeuert werden konnte. Andere Friktionatoren sind pulverisiertes Glas und Kohleteilchen (Koks). Es wurde auch festgestellt, daß die Empfindlichkeit in gewissem Ausmaß vom Verhältnis des Bleinitrats und des Bleihypophosphits abhängt, wobei eine etwas geringere Empfindlichkeit bei mehr Hypophosphit gefunden wurde.

Laufzeit

Dies ist die Zeit zwischen dem Fallen des Hammers auf die Patrone und das Austreten der Kugel aus dem Lauf. Die Zeit wurde zu 2,59 - 0,13 Millisekunden gemessen. Der Bereich der Messungen war 0,58 Millisekunden. Dies ist im Vergleich zu den oben erwähnten herkömmlichen Zündsatzzusammensetzungen zufriedenstellend.

Die Laufzeit hängt in geviissem Ausmaß von den relativen Verhältnissen der Zündsatζzusammensetzung und des Treibmittels ab. Bei den oben erwähnten Tests war das Treibmittel ein scheibenförmiges Einfachbasistreibmittel, das von der ICI unter dem Namen "Acurex" vertrieben wird. Bei den Tests enthielten die Patronen ungefähr 80 mg Treibmittel, wobei die Menge der ZUndsatzzusammensetzung in jedem Fall ungefähr 20 mg betrug. Dies liegt innerhalb des Bereichs der Mengen herkömmlicher Zündsatzzusammensetzungen.

909817/0001

- -2Θ -

Druck und Geschwindigkeit

Der Treibdruck, der durch die getesteten Patronen erzielt wurde, war im Durchschnitt 0,89 t/cm , was eine Geschwindigkeit von 321,9 m/sec ergab. Dies ist etwas mehr als der Druck und die Geschwindigkeit, die bei einer herkömmlichen Zündsatzzusammensetzung gefunden wird. Die Werte sind aber zufriedenstellend. Nach Lagerung bei feuchten Bedingungen ergaben die Patronen einen Druck von ungefähr 0,87 t/cm und eine Geschwindigkeit von 316,4 m/sec.

Massenexplosibilität

Dies ist der Prozentsatz von Patronen, die durch eine Explosion einer Patrone in einer Gruppe zur Zündung gebracht wird. Es wurde gefunden, daß 90+ % der Gruppe in dieser Weise initiiert werden konnten, und zwar vermutlich wegen der sehr hohen Empfindlichkeit der Zündsatzzusammensetzung. Dies kann in gewissem Ausmaß durch die Zugabe von Zusätzen korrigiert werden, wie z.B. Glasmehl oder andere inerte Stoffe (s. US-PS 2 356 210) oder Polyvinylalkohol (s. US-PS 2 341 262). Eine Korrektur ist auch durch Aufbringen einer Lackschicht auf die Zündsatzzusammensetzung innerhalb der Hülsen möglich. Ein alternatives Verfahren, mit welchem dieses Problem gesteuert werden kann₃ besteht darin, Patronen auf einer kontinuierlichen Straße herzustellen, wobei Gruppen von mit Zündsatz versehenen Hülsen an jedem Punkt entlang der Straße vermieden werden.

Die Zündsatzzusammensetzung kann weitere Zusätze enthalten, um die Eigenschaften der Zusammensetzung noch weiter zu modifizieren. Beispielsweise können Zusätze einverleibt werden, um die Massenexplosibilität ₉ von der oben gesprochen wurde, zu verringern, oder um die Bearbeitbarkeit zu verbessern, wie es in den US-PSen 2 327 867, 2 377 670 und 2 662 818 beschrieben ist. Andere Zusätze können Brennstoff liefern. Beispielsweise kann Antimonsulfid für diesen Zweck zugesetzt werden, wodurch eine grössere Flamme erhalten wird. Silicium-und Calciumcarbid ergeben beide Funken. Brennstoffe können insbesondere bei Zündsätzen für Kapseln wichtig sein» Das Doppelsalz Bleinitrato-hypophosphit

909817/0 0 01

kann in Gegenwart jedes der oben erwähnten Brennstoffe erzeugt werden. Es wurde gefunden, daß jeder dieser Brennstoffe die Sensibilität der Zusammensetzung erhöht und dabei den erforderlichen Anteil an Priktionator verringert. Die Zusammensetzung kann auch kleine Anteile anderer Zündsatzsprengstoffe enthalten, sofern dies gewünscht wird.

Die Verwendung von Mehrfachsalzen bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist nicht auf das Doppelsalz Bleinitrato-hypophosphit beschränkt. Ähnliche Mehrfachsalze, die in den US-PSen 2 175 326, 2 292 956 und 2 352 964 beschrieben sind, können sich ebenfalls als geeignet erweisen.

Beispiel

Alle Lösungen, von denen hier gesprochen wird, sind wäßrige Lösungen. Wenn nichts anderes angegeben ist, dann betreffen alle Tests die Herstellung einer Zusammensetzung in einer Patronenhülse, wobei die Zusammensetzung vollständig getrocknet, bis zur Formbarkeit erneut durchfeuchtet, auf den Hülsenrand verdichtet und erneut getrocknet wird. Sofern nichts anderes angegeben ist, reagieren die Komponenten in stöchiometrischen Verhältnissen und wurde das Mischen der Materialienin der Hülse üblicherweise unter Vibration durchgeführt.

Test 1: 3»5 mg Natriumazid wurden mit 3,5 mg Glaspulver gemischt und in eine Randfeuerpatronenhülse eingebracht und mit 17,8,ul einer 5OiSigen Bleinitratlösung dosiert. Die mittlere Feuerhöhe war 117,6 - 17>8 mm.

Test 2: 7,7 mg eines Pulvers mit der folgenden Zusammensetzung in Gew.-% wurde in einer Randfeuerpatronenhülse angeordnet:

Natriumazid 50 % Glaspulver 25 % Antimonsulfid 25 %

909817/0001

2O,ul einer 5O/5igen Bleinitratlösung wurden in die Hülse eingebracht. Die resultierende mittlere Feuerhöhe war 162,6 ί 45,2 mm. Es wurde festgestellt, daß die Zusammensetzung mehr Flammen als diejenige in Test 2 ergab. Dieses Resultat ist wegen des Zusatzes von Antimonsulfid zu erwarten. Diese Art von Zusammensetzung eignet sich für eine Schrotkapselhülse.

Test 3: 4 mg pulverisiertes Glas wurden in eine Randfeuerpatronenhülse eingemessen, worauf dann die folgenden Lösungen in der angegebenen Reihenfolge eingebracht wurden:

a) 12 ul Bleinitratlösung, die 6mg Feststoff enthält, und

b) 24 ,ul Bariumazidlösung, die 4 mg Feststoff enthält.

Die mittlere Feuerhöhe wurde zu 163,8 t 27,4 mm errechnet.

Test 4: 9*3 mg Pulver, das 6,7 mg Bleihypophosphit enthielt und im übrigen aus Glas bestand, wurden in eine Randfeuerhülse eingemessen. 9_S5/Ul einer 28#igen Natriumazidlösung wurden dem Pulver zugesetzt, wobei ein gesamtes Zündsatzgewicht von 12 mg erhalten wurde.

Die mittlere Feuerhöhe wurde zu 237,5 - 84,8 mm errechnet. Es wurde beobachtet, daß diese Zusammensetzung eine große Flamme ergab, was zeigt, daß sie sich als Zündsatz für Kapselhülsen von Schrotpatronen eignet.

Test 5' Dieser Test wurde wie bei Test 4 beschrieben ausgeführt, wobei jedoch 26,5vUl Bariumazidlösung (Konzentration 166 g/l) anstelle des Natriumazids verwendet wurden. Dies ergab ein gesamtes Zündsatzgewicht von 14 mg.

Die mittlere Feuerhöhe wurde zu 176,5 - 32,0 mm errechnet. Wiederum wurde beim Zünden dieser Zusammensetzung eine große Flamme beobachtet.

909817/0001

Test 6: 13 mg eines Pulvers, das aus einem 5O:5O-Gemisch von Bleinitrat und pulverisiertem Glas bestand, wurden in eine Randfeuerhülse eindosiert, worauf 9/Ul einer. 28jSigen Natriumazidlösung zugegeben wurde* Das gesamte Füllsatzgewicht war 15 1/2 mg*

Die mittlere Peuerhöhe wurde zu 132,1 - 25,2 mm errechnet.

Test 7: Dieser Test wurde wie bei Test 6 ausgeführt, wobei jedoch M,4 mg Bariumazid in der geringstmöglichen Wassermenge, die das Azid in Lösung nehmen konnte, anstelle des Natriumazids verwendet wurden.

Die mittlere Feuerhöhe wurde zu 114,3 - 40,¹I mm errechnet. *

Im obigen Test 3 reagieren Bariumazid und Bleinitrat unter Bildung von Bleiazid und Bariumnitrat. Letzteres ist ein Oxidator, der in herkömmlichen Zündsatzzusammensetzungen verwendet wird. Bleiazid erfordert jedoch keinen Oxidator. Ein Verdünnungsmittel kann erforderlich sein, um die Heftigkeit der Explosion des Azids zu dämpfen. Bariumnitrat kann in dieser Weise wirken» Natriumnitrat, welches bei der Umsetzung von Bleinitrat mit Natriumazid gebildet wird, kann in ähnlicher Weise wie Barium= nitrat wirken. Der Oxidator kann auch Sauerstoff für Hilfsbrennstoff e, wie Antimonsulfids, liefern.

üblicherweise sind die Azide nicht auf die obigen beschränkt. Theoretisch können andere Schwermetalle verwendet werden. Blei ist jedoch in dieser Hinsicht in der Praxis Üblich. Alternative Bleisalze können als Reaktionskomponente verwendet werden. Lösliche Bleisalze werden bevorzugt. Insbesondere ist Bleiacetat eine mögliche Alternative zu Bleinitrate da es üblicherweise bei der Herstellung von Bleiazid verwendet vrird. Das resultierende Natriumacetat wirkt dabei nicht als Oxidator, aber als Moderator in der oben angegebenen Weise, Andere lösliche Bleisalze sind: Chlorate, Zitrate, Isobutyrate, Lactate, Nitrite₉

909817/0001

-JM -

Peroxidisulfate und Dithionate. Jedoch soll Bleichlorat bei der Herstellung von Zündsatzzusammensetzungen für Munition nicht verwendet werden, da die Verbrennung von Chlorat Chloridionen ergibt, die ein Rosten der Gewehrlaufe verursachen.

Es ist äußerst zweckmäßig, den Sprengstoff in einem wäßrigen Medium herzustellen, dies ist aber nicht unbedingt erforderlich. Bei den oben angegebenen Tests erfolgten die Reaktionen bei Raumtemperatur, dies ist aber ebenfalls nicht unbedingt erforderlich. Es wird jedoch bevorzugt, die Reaktionstemperaturen nicht zu verringern, da hierdurch die Löslichkeit der Komponenten mit Wasser verringert wird und weiteres Wasser in die Hülse eingebracht werden muß. Bei den obigen Tests wurden keine besonderen Maßnahmen ergriffen, um den pH des Reaktionsgemischs zu beeinflussen. Ein geeigneter pH-Wert kann empirisch ermittelt werden.

Bei den Tests k und 5 ist zu vermuten, daß das Natrium- und Bariumazid einer doppelten Umsetzung mit Bleihypophosphit unterliegt, wobei Bleiazid und Natrium- oder Bariumhypophosphit gebildet werden. Es ist jedoch möglich, daß ein Natrium- oder Bariumazid/Bleihyophosphit-Doppelsalz gebildet wird und den oder einen explosiven Bestandteil dieser Zusammensetzung liefert. Die Bildung eines solchen Doppelsalzes fällt innerhalb des Bereichs der Erfindung, wie es oben in Beispiel 2 exemplifiziert wurde.

Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nun anhand der beigefügten Figur 1 näher erläutert, welche eine schemätische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Zündsatzes in einer Munition zeigt.

Die Figur zeigt eine Reihe von Haltern 10, 12 und 14. Die Verwendung derartiger Halter ermöglicht es, daß das Verfahren an verschiedenen Haltern durchgeführt werden kann, wobei eine gleichmäßige Bewegung der transportierten Artikel durch das Transportsystem insgesamt, d.h. ohne Beschleunigung und Bremsung, gestat-

909817/0001

tet wird. ..

Der Halter 10 nimmt eine Randfeuerpatronenhülse aus einer durch einen Pfeil 16 angedeuteten Zuführeinrichtung auf und führt sie mit vorbestimmt er Geschwindigkeit zum Halter 12. Hier erhält die Hülse eine vorbestimmte Dosis einer ersten Komponente, die für eine chemische Reaktion zur Herstellung eines Zündsatzsprengstoffs erforderlich ist, wie dies durch den Pfeil l8 angedeutet ist. Die Hülsen werden dann zum Halter I¹J geführt, wo sie eine vorbestimmte Dosis einer zweiten Komponente aufnehmen, welche zur Herstellung des Sprengstoffs erforderlich ist, wie dies durch den Pfeil 20 angedeutet wird. Bei mindestens einem dieser Halter wird eine Flüssigkeit, die vorzugsweise Wasser enthält, abgegeben. An den Haltern können auch Bestandteile einer Zündsatzzusammensetzung außer des Zündsatzsprengstoffs abgegeben werden, der in der Hülse hergestellt werden soll.

Die weitere Verarbeitung hängt von der Chemie der ablaufenden Reaktion ab. Nötigenfalls können Mischeinrichtungen verwendet werden, um die Bestandteile in der Hülse zu mischen. Es können Mittel zur Entfernung überschüssiger Flüssigkeit aus der Hülse vorgesehen werden, wenn diese nicht durch die Reaktion erforderlich ist. In Jedem Fall werden die Hülsen abschließend durch einen Ofen geführt, der schematisch bei 22 angedeutet ist, wo die Zusammensetzung in den Hülsen getrocknet wird. Die mit einem Zündsatz versehenen und getrockneten Hülsen können dann zu einer Straße, vorzugsweise einer automatischen Straße, geführt werden, wo das Treibmittel eingeführt und die Kugel aufgesetzt wird, wenn es sich nicht um eine Platzpatrone handelt.

Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Verfahrensweise und auch nicht auf die in den Beispielen erwähnten Sprengstoff beschränkt.

In einigen Fällen hat es sieh erwiesen, daß ein Mischen der Materialien unnötig ist. Wenn beispielsweise mindestens ein Material in Lösung geht, die den Körper eines anderen Materials ohne Mi-

909817/0001

sehen durchdringt, dann kann eine Mischung weggelassen werden. Im allgemeinen wird jedoch bevorzugt, ein gesondertes Mischen zur Sicherstellung einer vollständigen Reaktion durchzuführen.

Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß eine Reaktion gemäß der Erfindung nicht unbedingt im endgültigen Behälter durchgeführt werden muß. Sie kann auch in einer anderen Art von Aufnehmer stattfinden, der so gestaltet sein kann, daß weniger scharfe Erfordernisse stn die Reaktionsbedingungen gestellt werden müssen. Die Bildung eines Sprengstoffs kann auch in einem solchen Aufnehmer durchgeführt werden, worauf dann das resultierende "Pellet" in den endgültigen Behälter eingeführt wird. Wenn ein Sprengstoff auf oder rund um einen Träger hergestellt wird, wie z.B. der Brückendraht eines Detonatoranglexchskopfs, dann kann der Träger in einen Aufnehmer dieser Art vorspringen. In einigen Fällen kann es- möglich sein, Nebenprodukte zu entfernen, die schädlich sind, beispielsweise wenn sie in der Reaktionsflüssigkeit löslich sind, die abdekantiert, weggeschüttet oder aus dem Aufnehmer abgesaugt werden kann.

Es gibt weitere Aspekte der oben beschriebenen Merkmale, die einen Unterschied zu dem erwähnten Stand der Technik ergeben.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Sprengstoff frei bilden gelassen, und zwar insbesondere ohne Beeinflussung der Kristallform. Es wurde bereits oben von der freien Bildung der Bleinitrato-hypophosphit-Kristalle gesprochen, wobei auch ein Vergleich mit dem Rühren gemäß der US-PS 2 l6O 469 gemacht wurde. Es wurde auch darauf hingewiesen, daß es nicht mehr notwendig ist, eine freifließende Kristallform "verringerter Empfindlichkeit" aus Aziden und Styphnaten, beispielsweise wie es in den GB-PSen 1 336 56I und 519 3^0 beschrieben ist, herzustellen. Solche Kristallmodifizierungstechniken sind gemäß der Erfindung nicht ausgeschlossen, erweisen sich jedoch im allgemeinen als unnötig.

Die vorliegende Erfindung umfaßt deshalb innerhalb ihres Bereichs das Zünden einer Sprengstoffvorrichtung, wobei der Zündsatzsprengstoff vollständig oder überwiegend aus einem Mehrfachsalz eines

909817/0001

Hypophosphits besteht, und zwar insbesondere, wenn das Mehrfachsalz während seiner Bildung frei kristallisieren gelassen worden ist. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck "Mehrfachsalz" auf ein Salz, das durch Cokristallisation von zwei oder mehr Komponentensalzen gebildet wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Initiierung eines anderen Sprengstoffs, wobei ein solcher Zündsatz zur Explosion gebracht wird.

Der Zündsatz kann eine Zusammensetzung sein, die andere, vorzugsweise nicht-explosive Bestandteile enthält, wie z.B. einen Priktionator und/oder einen Brennstoff. Das Mehrfachsalz umfaßt vorzugsweise eine Nitratkomponente und eine Hypophosphitkomponente. Vorzugsweise sind beide Komponenten Bleisalze.

Der Zündsatz kann mit einem Treibmittel aus Nitrocellulose verwendet werden. Das Treibmittel kann die Form von Scheiben aufweisen, wie sie beispielsweise von der ICI unter dem Namen "Acurex" geliefert werden. Das Treibmittel kann jedoch alternativ die Form von Kugeln, Flocken oder Pulvern aufweisen. Jedoch können Mehrfachsalze, die durch die erfindungsgemäße Technik hergestellt worden sind, auch zum Zünden von Detonatoren verwendet werden, wobei sie mit einer Sekundärladung eines Detonators verwendet werden. Dieses kann eine Basisladung sein, wie z.B. TetryI oder PETN.

Gemäß einem zweiten Aspekt werden mindestens einige der Nebenprodukte der Reaktion, welche einen Sprengstoff ergibt, in der SprengstoffZusammensetzung zurückgehalten. Es wurde oben von der Möglichkeit gesprochen, Nebenprodukte in gewissen Fällen zurückzuhalten, insbesondere wenn sie als Oxidator oder zumindest als erwünschtes Verdünnungsmittel wirken.

Das Nebenprodukt bildet vorzugsweise einen im wesentlichen wasserfreien Kristall und besitzt vorzugsweise eine niedrige Hygroskopizität. Es ist vorzugsweise ein Nitrat, wenn es als Oxidator wirken soll. Es müssen jedoch auch noch andere Erfordernisse

909817/0001

erfüllt werden. Beispielsweise sollte bei der doppelten Umsetzung zur Herstellung von Styphnaten das Styphnatausgangsinaterial möglichst gut löslich sein. Natriumstyphnat besitzt eine ausreichende Löslichkeit, und außerdem verhält sich Natriumnitrat zufriedenstellend als Oxidator in einem Gemisch, das Bleistyphnat enthält, wobei es herkömmliches Bariumnitrat ersetzt.

Ein Sprengstoff und ein Nebenprodukt können in einem Gemisch anderer Bestandteile erzeugt werden, welche beispielsweise aus Friktionator und/oder einem Brennstoff bestehen können. Alternativ können andere Bestandteile der Zusammensetzung zugegeben werden, nachdem der Sprengstoff und das Nebenprodukt gebildet worden sind.

In jedem Fall sollte der erfindungsgemäße Sprengstoff sich zum Zünden von Sprengstoffvorrichtungen eignen. Solche "Vorrichtungen werden normalerweise so gebaut, daß sie eine beträchtliche Energiemenge abgeben, beispielsweise in Form von Wärme und/oder Gas und/oder Schock. Es müssen alle vernünftigen Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, daß diese Vorrichtungen nicht initiiert werden, außer bei einem vorbestimmten Ereignis. Dies kann durch eine geeignete Auswahl der Zusammensetzung für die Initiierung des Sprengstoffs und/oder eine geeignete Auswahl des Behälters hierfür erfolgen.

Die Erfindung läßt sich bei der Herstellung von Sprengstoffvorrichtungen und Initiatoren für solche Vorrichtungen, wie z.B. Kapseln _s anwenden. Die Herstellungsverfahren umfassen üblicherweise kontinuierliche oder halbkontinuierliche Wiederholungsvorgänge während einer beträchtlichen Zeit, wobei ein beträchtlicher Ausstoß innerhalb dieser Zeit erzielt werden soll. Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Sprengstoff stetig innerhalb dieser Zeit_s wodurch Herstellungs- und Lagerungsgefahren verringert werden. So wird die Ausstoßgeschwindigkeit eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise an den Bedarf angepaßt. Natürlich kann die Herstellung mit einem kleinen Unterschuß oder einem kleinen Überschuß erfolgen, wobei der Überschuß in einem verhältnismäßig einfachen Sprengstoffmagazin gehandhabt werden

909817/0001

kann. Für Herstellungszwecke ist es erwünscht, daß jede ablaufende chemische Reaktion mit gleichbleibendem zuverlässigen Ergebnis reproduzierbar ist. Es wird darauf hingewiesen, daß sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Zünden bezieht, wobei der gemäß obiger Vorschrift hergestellte Sprengstoff verwendet wird, eine Sprengstoffvorrichtung oder einen Initiator hierfür herzustellen. Die Erfindung erstreckt sich deshalb auch auf die Sprengstoffvorrichtungen und Initiatoren, die so hergestellt worden sind.

Die Erfindung eignet sich besonders zur Herstellung von empfindlichem Sprengstoff. Sie wurde insbesondere unter Bezugnahme auf solche Sprengstoffe beschrieben. Jedoch ist die Erfindung allgemein nicht so beschränkt, da die hier angegebenen Ideen auch auf die Herstellung anderer Sprengstoffe ausgedehnt werden können. Es ist bereits bekannt, daß Sprengstoffe unmittelbar vor ihrer endgültigen Anwendung hergestellt werden, insbesondere bei Sprengvorgängen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß eine Sprengstoffvorrichtung oder ein Initiator, der hergestellt worden ist, im allgemeinen längere Zeit vor seiner endgültigen Anwendung hergestellt werden muß und vor dieser Anwendung sicher zu handhaben sein soll. Die Erfindung betrifft deshalb insbesondere die sichere Herstellung von sicheren Vorrichtungen insbesondere in großen Mengen und möglicherweise an einem festen Ort, der zum Ort des endgültigen Gebrauchs nicht in Beziehung steht.

Gemäß der Erfindung müssen nicht unbedingt Mehrfachsalze alleine als primäre Sprengstoffe verwendet werden. Andere Sprengstoffe, wie z.B. Styphnate, können eingeschlossen werden und gleichzeitig mit dem Mehrfachsalz in situ hergestellt werden.

909817/0001

e e

r s e ite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren,zur Herstellung von Sprengstoff für Zündsätze von Sprengstoffvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Sprengstoff aufeinanderfolgend in kleinen Mengen hergestellt wird. ■ ;.

2. Verfahren nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Menge einem Einzelbedarf entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff in situ hergestellt wird.

k. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede kleine Menge aus einer Charge besteht, die für das Mehrfache eines Bedarfs ausreicht.

* Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff in wesentlichen kontinuierlich mit seiner weiteren Anwendung hergestellt wird.

6* Verfahren zur Herstellung von Sprengstoff für Zündsätze von Sprengstoffvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Sprengstoff mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit hergestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch S₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit nicht wesentlich größer ist als die Geschwindigkeit, mit der der Sprengstoff zur Herstellung von

/Zündsätzen verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff in einer Reihe kleiner Mengen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt wird.

V 909817/0001

9. Verfahren zur Herstellung von Sprengstoff für Zündsätze von Sprengstof!"Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Sprengstoff im wesentlichen kontinuierlich mit seiner v/eiteren Anwendung hergestellt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff aus einem Styphnat besteht.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Styphnat durch doppelte Umsetzung hergestellt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Styphnat durch Umsetzung zwischen Styphninsäure und einer Verbindung eines Schwermetalls hergestellt wird.

13· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff aus einen Azid besteht.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff aus einem Mehrfachsalz besteht.

15. Verfahren nach Anspruch I¹I, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrfachsalz aus Bleinitrato-hypophosphit besteht.

16. Vorrichtung für die Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 _y dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung aufweist, mit welcher Materialien, die zusammen den Sprengstoff bilden, mit einer niedrigen Geschwindigkeit und/oder in einer Abfolge von kleinen Mengen und/oder auf einer kontinuierlichen Straße zusammengebracht werden, wobei letztere eine Einrichtung für die Zuführung eines teilweise oder vollständig geformten Sprengstoffs zu einer Abfolge anderer Elemente von Anwendungsvorrichtungen aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch l6 zur Herstellung von Sprengstoff in einer Abfolge von kleinen Mengen, dadurch gekennzeichnet,

•J098 1 7. 0001

3 7.640799

daß sie mehrere Abgabeeinrichtungen aufweist, von denen jede eine vorbestimmte Dosis Material in entsprechende Aufnehmer bringt, so daß jeder Aufnehmer eine Dosis von einer jeden der Abgabeeinrichtungen erhält.

l8. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung für die kontinuierliche Zuführung von Materialien zu einer Mischzone aufweist.

19· Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Mischzone hergestelltes Gemisch kontinuierlich zu einer Anwendungszone geführt wird.

20. Verfahren zur Herstellung einer Zündsatzzusammensetsung, dadurch gekennzeichnet, daß man Komponenten, die einen Zündsat zsprengstoff und ein Nebenprodukt ergeben, miteinander umsetzt, wobei das Nebenprodukt in der Zusammensetzung verbleibt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenprodukt als Oxidator in der Zusammensetzung wirkt.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenprodukt aus einem Nitrat besteht.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsatzsprengstoff aus einem Schwermetallstyphnat besteht«

2k. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenprodukt im wesentlichen wasserfreie Kristalle bildet.

25. Verfahren nach Anspruch 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Styphnat aus Bleistyphnat und das Nebenprodukt aus Natrimnitrat besteht.

■■ ■ 9 8 . 7 ' ü 0 ill

26. Verfahren zur Herstellung eines Zündsatzsprengstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff während seiner Herstellung frei kristallisieren gelassen wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündsatzsprengstoff aus Bleinitrato-hypophosphit besteht.

28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristalle eine miteinander verzahnte Masse bilden.

909817/0001