Vorrichtung zur raschen Erzeugung von künstlichem Nebel und Verfahren zur Herstellung von Nebelsätzen

Abstract

 Zur Erzeugung von künstlichem Nebel für zivile und militäri­sche Anwendungen werden brikettierte, brennbare Massen ver­wendet, welche mittels Schleuderladungen schrottschussartig verteilt werden. Als Nebelsätze dienen meist toxische Stoffe, welche zumindest beim nicht oder teilweisen Abbrennen umwelt­gefährdend sind.
Erfindungsgemäss wird eine Vorrichtung geschaffen, welche aus nichttoxischen hygroskopischen Nebelsätzen (1) besteht, die allseitig durch eine feuchtigkeitsunempfindliche Anzünd­schicht (2) umhüllt sind. Ein Munitionskörper (5) weist Ne­belsätze (1, 3) in verschiedenen Grössen und Geometrien auf und erlaubt, bodendeckend ein grosses Zielgebiet einzunebeln.
Im weiteren ist ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für Ne­belsätze sowie für deren Anzündschicht beschrieben.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Nebel in einem vorgegebenen Zielgebiet, wobei eine Vielzahl von brikettierten Nebelsätzen in einem Behälter gelagert und durch eine Schleuderladung gleichzeitig anzünd- und verteilbar sind und wobei die Nebel­sätze wenigstens ein Metalloxid und wenigstens einen Sauer­stoffträger und/oder einen Halogenträger aufweisen, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Nebelsätze.

[0002] Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung von künst­lichem Nebel für zivile und militärische Anwendungen bekannt (z.B. DE-OS 1 913 790), bei denen brikettierte, brennbare Massen mittels einer Schleuderladung über einem Zielgebiet schrotschussartig verteilt werden.

[0003] Als Nebelsätze dienen beispielsweise roter Phosphor mit einem Sauerstoffträger (DE-OS 2048 583) oder Metall/Metalloxide mit Halogenträgern (DE-OS 3 037 053).

[0004] Vor allem im militärischen Übungsbetrieb hat es sich gezeigt, dass die Zuverlässigkeit des Abbrennens der meisten Zündsätze ungenügend ist und dass diese aufgrund ihrer Toxizität entwe­der beim Abbrennen und/oder im Falle ihres nicht Abbrennens für Mensch und Tier eine Gefahrenquelle darstellen.

[0005] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Er­zeugung von künstlichem Nebel zu schaffen, welche rasch einen ausreichend dichten, bodendeckenden künstlichen Nebel erzeugt und deren Nebelsätze mit hoher Sicherheit und ohne Umweltge­fährdung abbrennen.

[0006] Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass in der Vor­richtung die einzelnen Nebelsätze allseitig durch eine hydro­phobe Anzündschicht umhüllt sind.

[0007] Die im Patentanspruch erwähnte hydrophobe Anzündschicht ist feuchtigkeitsunempfindlich, d.h. damit ummantelte Nebelsätze widerstehen der Feuchtigkeit, wie sie im praktischen Einsatz, beispielsweise bei Regenwetter, auf nassem Grasboden etc, vorhanden ist. - Durch diese Feuchtigkeitsunempfindlichkeit wird die Sicherheit des Abbrennens der Nebelsätze enorm ge­steigert.

[0008] Im weiteren soll ein Herstellungsverfahren geschaffen werden, welches die wirtschaftliche und sichere Fabrikation umwelt­freundlicher Nebelsätze gewährleistet.

[0009] Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird zur Herstellung eines Nebelsatzes in einem ersten Verfahrensschritt eine Re­aktionsmischung bestehend aus Ammoniumchlorid und Zinkoxid in einer Gesamtmenge von 70 bis 90 kg gemischt und anschliessend getrocknet, in einem zweiten Verfahrensschritt dieser Reak­tionsmischung Ammoniumperchlorat, Polyvinylchlorid und Zink­oxid beigemengt, wobei die Gesamtmenge 8 bis 12 kg beträgt und diese in einem Taumelmischer vermischt wird, und wobei in einem dritten Verfahrensschritt Bindemittel in Form von Ni­trocellulose und Aceton in einem mechanischen Mischer bei ge­ringer Drehzahl beigemengt wird, in einem vierten Verfahrens­schritt das noch feuchte Mischgut auf einer ebenen Fläche vorgetrocknet, anschliessend granuliert und im Vakuum während 1,5 bis 2,5 Std. bei 50°C bis 65°C fertig getrocknet und in einem fünften und letzten Verfahrensschritt in Formen briket­tiert wird.

[0010] Die feuchtigkeitsunempfindliche Anzündschicht übt eine Dop­pelfunktion aus; sie gewährleistet ein rasches, sicheres pe­ripheres Anzünden der einzelnen Nebelsätze durch die Schleu­derladung und ist zusätzlich Schutzschicht für die an sich hygroskopischen Gemische der Nebelsätze.

[0011] Die kugelartige Ausbildung nach Anspruch 2 erhöht die Ober­fläche der Anzündschicht und verbessert damit die Anzünd-Si­cherheit zusätzlich und ist aussenballistisch sehr günstig.

[0012] Ein vorteilhaftes Gemisch für die Nebelsätze ist in Anspruch 3 beschrieben; es weist keine toxischen Stoffe auf, so dass sowohl der daraus erzeugte Nebel als auch ein eventueller Verbrennungsrückstand ungiftig sind. Als organische Bindemit­tel eignen sich folgende Stoffe: Acrylharz, halogenierte Koh­lenwasserstoffe, kondensierte Polyamide, synthetische Kautschuke, Vinylaetherpolymere.

[0013] Die im Anspruch 4 erwähnte Nitrocellulose beeinflusst das An­feuerungsverhalten der Vorrichtung und reguliert deren Brenndauer.

[0014] Als sehr vorteilhaft hat sich Collodiumwolle, gemäss Anspruch 5, erwiesen.

[0015] Eine weitere Verbesserung wird durch Schiessbaumwolle, vgl. Anspruch 6, erzielt.

[0016] Die in den Ansprüchen 7 bis 9 spezifizierten Gemische stellen bevorzugte Ausführungen der Nebelsätze dar.

[0017] Die in den Ansprüchen 8 und 9 aufgeführten organischen Binde­mittel sind bevorzugterweise höhere Kohlenwasserstoffe, na­türliche Proteine, Polyglykole, Polysaccharide.

[0018] Die Anzündschichten nach den Ansprüchen 10, 11, 13 und 14 ha­ben den Vorteil der Ungiftigkeit.

[0019] Bewährt hat sich eine Anzündschicht gemäss Anspruch 12, wel­che jedoch aufgrund der Bleimenninge im nichtangezündeten Zu­stand leicht toxisch ist.

[0020] Die in Anspruch 15 angegebene Korngrösse erweist sich in der Praxis als sehr vorteilhaft.

[0021] Das Verfahren nach Anspruch 16 ist sehr wirtschaftlich und betriebssicher.

[0022] Die gemäss Anspruch 17 hergestellte Masse einer Anzündschicht lässt sich ebenfalls leicht handhaben und weiterverarbeiten.

[0023] Auf einfache Weise kann die Anzündschicht, Anspruch 18, ent­sprechend Anspruch 19, auf die Nebelsätze in der gewünschten Dicke aufgebracht werden.

[0024] Zweckmässigerweise wird die Vorrichtung direkt als Munitions­körper ausgebildet, vgl. Anspruch 20.

[0025] Es hat sich erwiesen, dass durch das Auffüllen des Munitions­körpers mit verschieden grossen Nebelsätzen, Anspruch 21, entsprechend ihrem unterschiedlichen Flugverhalten und ihrer verschiedenartigen Abbrandgeschwindigkeit, die Nebelbildung allen vorhersehbaren taktischen Erfordernissen angepasst wer­den kann.

[0026] Anhand von Zeichnungen werden nachfolgend praktische Ausfüh­rungsbeispiele des Erfindungsgegenstands beschrieben.

[0027] Es zeigen:

Fig. 1 Die charakteristische Ausgestaltung eines Nebel­satzes mit Anzündschicht und

Fig.2 einen Munitionskörper mit Schleuderladung zum Ein­satz an Fahrzeugen.

[0028] In Fig. 1 ist mit 1 ein Nebelsatz bezeichnet. Dieser Nebel­satz 1 ist mit einer Anzündschicht 2 vollständig umschlossen.

[0029] Der Nebelsatz 1 besteht aus einem Gemisch aus 12,5 Gew.-% Am­moniumchlorid, 31,7 Gew.-% Zinkoxid, 36,1 Gew.-% Ammoniumper­chlorat, 17,7 Gew.-% Polyvinylchlorid sowie aus 2,0 Gew.-% organischen Bindemitteln. Die organischen Bindemittel sind mit einem Anteil von 5 Gew.-% Paraffin sowie mit einem Anteil von 95 Gew.-% Nitrocellulose in Form von Collodiumwolle.

[0030] Ummantelt ist dieser Nebelsatz 1 mit einer Anzündschicht 2, bestehend aus einem Gemisch von 15 bis 35 Gew.-% Bor, 5 bis 25 Gew.-% Siliziumpulver, 50 bis 70 Gew.-% Mangandioxid und 1 bis 5 Gew.-% organischen Bindemitteln, die beim Beschichten beigefügt werden. Das Siliziumpulver wurde in einer Korn­grösse von ca. 25 µm verwendet.

[0031] Diese Anordnung hat den grossen Vorteil der Feuchtigkeitsun­empfindlichkeit. Sie lässt sich sehr leicht anzuzünden, ist zuverlässig und rasch in bezug auf die Bildung eines dichten, bodendeckenden Nebels und gewährleistet eine totale Verbren­nung der Sätze.

[0032] Ein Munitionskörper 5, Fig. 2, beinhaltet eine Vielzahl von Nebelsätzen 1 und 1′, welche durch eine vorgängig beschrie­bene Anzündschicht 2 umhüllt sind. Die Zwischenräume erleich­tern das Anzünden der einzelnen pillen- bzw. kugelförmigen Nebelsätze 1, 1′. Der Munitionskörper 5 besteht im wesentli­chen aus einem rohrförmigen Gehäuse 6, in welches eine Basis­platte 7 mit einem Mantel 8 eingelegt sind. In einem Zünder­flansch 9 befindet sich ein an sich bekannter Glühzünder 10 mit einer Initiatorladung 11, welche beide auf eine Schleu­derladung 4 wirken können. - Gezündet wird diese Anordnung durch eine an die Zündleitungen 12 angelegte, nicht darge­stellte, Stromquelle. Der Zünderflansch 9 ist durch einen Ba­sisring 13 kraftschlüssig fixiert. Im oberen Teil des Mantels 8 ist eine Deckplatte 14 eingelegt, welche mit einer Ver­schlussfolie 15 und einer Bördelung 16 den Mantel 8 luftdicht abschliessen. Zu Schutzzwecken ist ein Deckel 17, aus Polyvi­nylchlorid, mit einem Klemmflansch 18 auf das Gehäuse 6 auf­gestülpt.

[0033] Die Nebelsätze 1 weisen im vorliegenden Falle einen Durchmes­ser von 13 mm und eine Höhe von 8 mm auf; der Radius der Ku­gel-Kalotte beträgt 9,5 mm. Die Nebelsätze 1′ haben einen Durchmesser von 10 mm, eine Höhe von 13 mm und einen Kugel-­Radius von 7,5 mm.

[0034] Derartige Munitionskörper finden an Fahrzeugen, vornehmlich an Panzern, Verwendung und erlauben diesen, ihren Einsatzbe­reich in weiten Grenzen zu vernebeln.

[0035] Mit der erfindungsgemässen Anordnung werden in der Praxis Flugdistanzen von 70 m plus minus 20 m problemlos beherrscht. Der Abschusswinkel beträgt ca. 45°; der Streubereich 40 bis 50 m im Durchmesser; die Nebeldauer pro Abschuss 30 Sek. bis 60 Sek.

[0036] Die verschieden grossen Dimensionen der Nebelsätze weisen verschiedene Brenndauer und verschiedene aerodynamische Wi­derstände auf, so dass mit deren geeigneten Grössen- und Formwahl ein in weiten Grenzen beliebiges Zielgebiet eingene­belt werden kann.

[0037] Selbstverständlich lassen sich auch andersartig ausgebildete Munitionskörper schaffen, bzw. solche, die geeignet zum Ein­satz als Wurfkörper, Bomben etc. sind.

[0038] Die herstellungstechnischen Voraussetzungen für eine Produk­tion der Vorrichtungen sind leicht beherrschbar. Die Nebel­sätze werden durch trockenes Vormischen in grösseren Mengen in einem mechanischen Mischer aufbereitet und mittels flüssi­ger Bindemittel, wie Nitrocellulose und Aceton, feucht ver­mischt, anschliessend vorgetrocknet granuliert und im Vakuum fertiggetrocknet, so dass sie in Formen verpressbar sind.

[0039] Die vorzugsweise kugelförmigen Nebelsätze mit Durchmessern von 10 bis 15 mm und Gesamthöhen von bis zu 15 mm werden mit­tels eines Tellergranulators mit dem dickflüssigen Gemisch der Anzündschicht versehen und solange granuliert, bis das Verhältnis Anzündschicht zu Nebelsatz ca. 1 : 10 beträgt.

[0040] Die erfindungsgemässe Vorrichtung sowie das Verfahren lassen sich in beliebigen Variationen den jeweiligen Bedürfnissen anpassen; denkbar sind nach den gleichen Schritten herge­stellte grosse Nebelsätze sowie beispielsweise auch solche für kleinkalibrige Munitionskörper (ab Kaliber 4,5 cm).

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Nebel in einem vorgegebenen Zielgebiet, wobei eine Vielzahl von briket­tierten Nebelsätzen in einem Behälter gelagert und durch eine Schleuderladung gleichzeitig anzünd- und verteilbar sind und wobei die Nebelsätze wenigstens ein Metalloxid und wenigstens einen Sauerstoffträger und/oder einen Ha­logenträger aufweisen, dadurch gekennnzeichnet, dass die einzelnen Nebelsätze (1,1′) allseitig durch eine hydro­phobe Anzündschicht (2) umhüllt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebelsätze (1,1′) mit ihrer Anzündschicht (2) kugel­artig ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebelsätze (1,1′) aus einem Gemisch aus 5 bis 25 Gew.-% Ammoniumchlorid, 20 bis 50 Gew.-% Zinkoxid, 25 bis 45 Gew.-% Ammoniumperchlorat, 4 bis 25 Gew.-% Polyvinyl­chlorid sowie aus 1 bis 10 Gew.- % organischen Bindemit­tel bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Bindemittel der Nebelsätze (1,1′) wenig­stens zum Teil Nitrocellulose aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrocellulose Collodiumwolle ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrocellulose Schiessbaumwolle ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrocellulose aus einer Mischung aus Collodiumwolle und Schiessbaumwolle besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nitrocelluloseanteil 10 bis 100 Gew.-% des Bindemit­tels beträgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebelsätze (1,1′) aus einem Gemisch aus 13 Gew.-% Am­moniumchlorid, 31 Gew.-% Zinkoxid, 34 Gew.-% Ammoni­umperchlorat, 17 Gew.-% Polyvinylchlorid und 5 Gew.-% or­ganischem Bindemittel bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebelsätze (1,1′) aus einem Gemisch aus 41 Gew.-% Zinkoxid, 35 Gew.-% Ammoniumperchlorat, 15 Gew.-% Polyvi­nylchlorid und 9 Gew.-% organischem Bindemittel bestehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenneichnet, dass die Nebelsätze (1,1′) aus einem Gemisch aus 12 Gew.-% Am­moniumchlorid, 39 Gew.-% Zinkoxid, 28 Gew.-% Ammoniumper­chlorat, 14 Gew.-% Polyvinylchlorid und 7 Gew.-% organi­schem Bindemittel bestehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzündschicht (2) aus einem Gemisch aus 30 bis 40 Gew.-% Bleichromat, 35 bis 45 Gew.-% Bleimenninge, 20 bis 30 Gew.-% Siliziumpulver und 1 bis 5 Gew.-% organischen Bindemitteln besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzündschicht (2) aus einem Gemisch aus 25 bis 35 Gew.-% Bor, 5 bis 15 Gew.-% Siliziumpulver, 35 bis 45 Gew.-% Strontiumperoxid, 15 bis 25 Gew.-% Eisen(III)-oxid und 1 bis 5 Gew.-% organischem Bindemittel besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzündschicht (2) aus einem Gemisch aus 15 bis 35 Gew.-% Bor, 5 bis 25 Gew.-% Siliziumpulver, 50 bis 70 Gew.-% Mangandioxid und 1 bis 5 Gew.- % organischem Bin­demittel besteht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 und 14, dadurch gekenn­zeichnet, dass das Siliziumpulver eine Korngrösse von 10 bis 80 µm aufweist.

16. Verfahren zur Herstellung eines Nebelsatzes nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeich­net, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Reak­tionsmischung bestehend aus Ammoniumchlorid und Zinkoxid in einer Gesamtmenge von 70 bis 90 kg gemischt und an­schliessend getrocknet wird und dass in einem zweiten Verfahrensschritt dieser Reaktionsmischung Ammoniumper­chlorat, Polyvinylchlorid und Zinkoxid beigemengt werden, wobei die Gesamtmenge 8 bis 12 kg beträgt und diese in einem Taumelmischer vermischt wird, und dass in einem dritten Verfahrensschritt Bindemittel in Form von Nitro­cellulose und Aceton in einem mechanischen Mischer bei geringer Drehzahl beigemengt wird und dass in einem vier­ten Verfahrensschritt das noch feuchte Mischgut auf einer ebenen Fläche vorgetrocknet, anschliessend granuliert und im Vakuum während 1,5 bis 2,5 Std. bei 50°C bis 65°C fer­tig getrocknet und in einem fünften und letzten Verfah­rensschritt in Formen brikettiert wird.

17. Verfahren zur Herstellung eines Nebelsatzes nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeich­net, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Reak­tionsmischung bestehend aus Ammoniumchlorid und Zinkoxid in einer Gesamtmenge von 70 bis 90 kg gemischt und an­schliessend getrocknet wird und dass in einem zweiten Verfahrensschritt dieser Reaktionsmischung Ammoniumper­chlorat, Polyvinylchlorid, Zinkoxid und Bindemittel bei­gemengt werden, wobei die Gesamtmenge 45 bis 55 kg be­trägt und diese in einer Knetmaschine vermischt und an­schliessend im Wirbelschichtverfahren granuliert wird, und dass in einem dritten und letzten Verfahrensschritt diese Mischung in Formen brikettiert wird.

18. Verfahren zur Herstellung einer Anzündschicht (2) gemäss Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die trocken gemischten Komponenten mit einem organischen Klebstoff und einem organischen Lö­sungsmittel vermengt werden.

19. Verfahren zur Herstellung von Nebelsätzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese nach dem Brikettie­ren in einem Tellergranulator mit der flüssigen Anzünd­schicht, welche mit einem flüssigen Binder dispergiert ist, bei Raumtemperatur beschichtet werden, wobei das Ge­wichtsverhältnis von Nebelsatz zu Anzündschicht 15:1 bis 8:1 beträgt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Munitionskörper (5) ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Munitionskörper (5) Nebelsätze (1, 1,) unter­schiedlicher Abmessungen vorgesehen sind.

Zeichnung