Verzögerungssätze mit langen Verzögerungszeiten

Beschreibung

[0001] Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verzögerungs­sätze mit Verzögerungszeiten, die im Sekundenbereich liegen und die aus einem pyrotechnischen Gemisch aus pulverförmigem metallischem Wolfram, Bariumchromat und Kaliumperchlorat aufgebaut sind.

[0002] Es ist bekannt, daß pyrotechnische Gemische aus Wolfram, Bariumchromat und Kaliumperchlorat in Verzögerungssätzen mit langen Verzögerungszeiten eingesetzt werden. Je nach Zusammensetzung und Korngröße des Wolframs können damit Verzögerungszeiten zwischen 0,1 und 2 s/mm Satzhöhe er­zielt werden (vgl. Ellern "Military and Civilian Pyro­technics" 1968, Seiten 201 bis 203).

[0003] Solche bekannten Verzögerungssätze erfüllen jedoch schon bei Verzögerungszeiten über 0,8 s/mm Satzhöhe nicht mehr alle Bedingungen, die heute an solche Sätze gestellt werden. Diese Sätze brennen beispielsweise nicht mehr einwandfrei ab, wenn sie Temperaturen von - 50 °C aus­gesetzt sind oder wenn sie einer mechanischen Belastung wie Vibration, Stoß, Schock oder Rotation unterworfen werden. Bei diesen Bedingungen erhält man einen hohen Anteil an Zündversagern.

[0004] Es bestand deshalb die Aufgabe, die bekannten Verzöge­rungssätze auf Basis von Wolfram, Bariumchromat und Kaliumperchlorat so zu verbessern, daß sie auch unter extremen mechanischen Umweltbedingungen und bei hohen Minustemperaturen noch einwandfrei durchzünden.

[0005] Weiterhin bestand die Aufgabe, daß die Verzögerungs­sätze auch bei einer Temperatur von + 71 °C eine be­stimmte Verzögerungszeit von mindestens 1,2 s/mm aufweisen.

[0006] In Erfüllung dieser Aufgabe wurden nun Verzogerungs­sätze im Sekundenbereich auf Basis eines pyrotechni­schen Gemischs aus pulverförmigem metallischem Wolf­ram, Bariumchromat und Kaliumperchlorat gefunden, die durch einen zusätzlichen Gehalt an Bariumhexafluoro­silikat (BaSiF₆) oder Calciumfluorid gekennzeichnet sind.

[0007] Infolge des Gehalts an einem der erfindungsgemäßen Zu­sätze brennen die bekannten Verzögerungssätze auf Ba­sis von Wolfram/BaCrO₄/KClO₄ auch dann noch einwand­frei ab, wenn sie einer Rotation bis zu 17 000 U/min unterworfen sind. Auch bei einer Rotation von mehr als 17 000 U/min kann noch ein einwandfreies Abbrennen er­folgen. Die genannten Belastungen können auch im Tem­peraturbereich zwischen - 54 °C und + 71 °C angewen­det werden, wobei ein einwandfreies Durchbrennen inner­halb der gewünschten Verzögerungszeit gewährleistet ist.

[0008] Die Wirkung der erfindungsgemäßen Zusätze wird noch verbessert, wenn dem Verzögerungssatz zusätzlich noch fein disperses SiO₂ mit spezifischen Oberflächen von 100 bis 500 m²/g, bevorzugt von 200 bis 400 m²/g, insbesondere in Form von pyrogener Kieselsäure hinzu­gefügt wird. Es genügt dabei ein Zusatz von nur 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Satz, um eine entsprechende Wirkung zu erzielen.

[0009] Die Menge des Zusatzes an Bariumhexafluorosilikat (BaSiF₆) oder Calciumfluorid (CaF₂) kann zwischen 1 und 10 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Satz, schwanken. Das Bariumhexafluorosilikat wird bevor­zugt in Mengen zwischen 2 und 6 Gew.-% eingesetzt, während das Calciumfluorid bevorzugt in Mengen zwi­schen 1 und 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf den ge­samten Satz, eingesetzt wird.

[0010] Die erfindungsgemäßen Verzögerungssätze lassen sich sowohl in pulverförmiger Form als auch gebunden ein­setzen. Als Bindemittel zur Erhöhung der Rieselfähig­keit der Sätze eignen sich anorganische oder organi­sche Celluloseester wie Nitrocellulose, Acetylcellu­lose oder Celluloseester höherer aliphatischer Car­bonsäuren (z. B. der Butter- oder Propionsäure), letztere gegebenenfalls im Gemisch mit Acetylcellulose. Ihr Anteil in den Verzögerungssätzen liegt im allge­meinen zwischen 0,5 und 3 Gew.-%.

[0011] Die Brennzeit der erfindungsgemäßen Verzögerungssätze kann in an sich bekannter Weise durch Variation der Verhältnisse der Komponenten-Anteile auf Werte zwi­schen 0,1 und 2 s/mm, vorzugsweise auf Werte über 0,8 s/mm Satzhöhe eingestellt werden.

[0012] Die Korngröße des eingesetzten Wolframs liegt im all­gemeinen unter 20 µm. Durch Änderung der Korngrößen-Verteilungen lassen sich die Brennzeiten innerhalb kleiner Bereiche ebenfalls auf gewünschte Werte einstellen. Dies läßt sich besonders dadurch erreichen, wenn man zwei unter­schiedliche Korngrößenbereiche wählt, wobei der Anteil des Korngrößenbereichs <10µm zwischen 20 und 60 Gew.-% des gesamten Wolframpulvers ausmachen soll; der Rest des Wolframpulvers soll dann eine Korngröße zwischen 10 und 20 µm besitzen.

[0013] Die Herstellung der erfindungsgemäßen Sätze erfolgt auf an sich bekannte Weise. Die ungebundenen Sätze lassen sich durch gleichzeitige Vermischung der ein­zelnen Bestandteile herstellen. Bei Mitverwendung von Bindemitteln werden diese in einem geeigneten Lö­sungsmittel (z. B. Aceton) gelöst oder suspendiert und die übrigen Bestandteile in dieser Lösung oder Suspension dispergiert. Die dann erhaltene Dispersion wird anschließend weitgehend vom Lösungsmittel be­freit, so daß man auf an sich bekannte Weise gut rie­selfähige Körner herstellen kann, die dann zu den ge­wünschten Sätzen verpreßt werden.

[0014] Die erfindungsgemäßen Sätze werden u. verwendet für Detonatoren und Anzündmittel mit Verzögerung und für Anzündverzögerer.

Beispiel

[0015] In eine Lösung von 2 Gewichtsteilen Nitrocellulose in 100 Gewichtsteilen Aceton wurden unter Rühren einge­bracht:

24	Gewichtsteile	Wolframpulver (Korngröße < 20 µm)
64	"	Bariumchromat
12	"	Kaliumperchlorat
4	"	Bariumhexafluorosilikat
2	"	pyrogene Kieselsäure (Aerosil®).

[0016] Nach intensivem Durchmischen wurde das Lösungsmittel abgedampft und rieselfähige Körner nach üblichen Ver­fahren hergestellt. Diese wurden in Ladungen schicht­weise nacheinander in einen zylinderförmigen Körper verpreßt, wobei jede Ladung ca. 125 mg Satz enthielt und die gesamte Ladehöhe 10 mm betrug.

[0017] Die eingepreßten Verzögerungssätze wurden durch einen Anfeuerungssatz zur Zündung gebracht. Die Brennzeiten wurden bei den Temperaturen + 71 °C bzw. 20 °C bzw. - 54 °C mit und ohne Rotation gemessen. Die Ergeb­nisse gehen aus der folgenden Tabelle hervor:

Temperatur [°C]	Brennzeiten [sec/10 mm Ladesäule]
	ohne Rotation	bei Rotation (17 000 U/min)
+ 71	12,5	15,5
+ 20	13	16
- 54	15	18,5

Ansprüche

1. Verzögerungssatz mit Verzögerungszeiten im Sekunden­bereich auf der Basis von pulverförmigem metallischem Wolfram, Bariumchromat und Kaliumperchlorat, ge­kennzeichnet durch einen zusätz­lichen Gehalt an Bariumhexafluorosilikat oder Cal­ciumfluorid.

2. Verzögerungssatz gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1 bis 10 Gew.-% Bariumhexa­fluorosilikat.

3. Verzögerungssatz gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1 bis 10 Gew.-% Calcium­fluorid.

4. Verzögerungssatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin pyrogene Kieselsäure in Mengen zwischen 0,1 und 5,0 Gew.-% enthält.

5. Verzögerungssatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des Wolf­rams unter 20 µm liegt und daß 20 bis 60 % des Wolframs eine Korngröße unter 10 µm besitzen.