Titel: Heß, Beiträge zur Kenntniß der neueren Sprengmittel.
Autor: Hess, Philipp
Fundstelle: 1876, Band 221 (S. 548–562)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj221/ar221139

Beiträge zur Kenntniss der neueren Sprengmittel;1) von Philipp Hess, Hauptmann des Genie-Stabes in Wien.

Mit Abbildungen.

Bekanntlich hat in Oesterreich seit einem Lustrum die Erzeugung und Verwendung von Sprengstoffen in der Civilindustrie einen erfreulichen Aufschwung genommen, und wenn der unbeschränkten Entfaltung dieses technischen Hilfszweiges auch heute noch die Schranken des Pulvermonopols entgegenstehen, so sind doch von Seite des österreichischen Reichs-Kriegsministeriums Erleichterungen für die Privatindustrie angebahnt worden, welche geeignet scheinen, mit den Interessen des Fiscus die Hoffnung auf ein ferneres Gedeihen der privaten Sprengmittelfabrikation zu vereinigen. In einer Folge von ministeriellen Berathungen, |549| an welchen Vertreter der betreffenden österreichischen und ungarischen Verwaltungen (März 1874) Theil nahmen, wurden die Grundzüge der beabsichtigten Erleichterungen festgesetzt.

Man mußte sich naturgemäß bei Erschließung solcher Begünstigungen dahin verwahren, daß die Erzeugung von Schießmitteln, wie auch jene des gewöhnlichen Sprengpulvers aus Salpeter, Kohle und Schwefel in den Händen der Kriegsverwaltung verbleibe, insolange überhaupt das Pulvermonopol in Kraft besteht. Die Erzeugung anderer Sorten von Sprengmitteln hat das Reichs-Kriegsministerium als Verwaltungsbehörde des Pulvermonopols bis zum definitiven Abschlusse der schwebenden Verhandlungen über dieses Monopol unter gewissen Bedingungen von Fall zu Fall provisorisch frei zu geben sich vorbehalten.

Die Feststellung dieser Bedingungen fiscalischer und sicherheitspolizeilicher Natur wurde in die Hände einer permanenten Commission gelegt, welche, aus Mitgliedern des technischen und administrativen Militär-Comité und Fachprofessoren der technischen Hochschule zu Wien bestehend, bei Beurtheilung eines jeden Sprengmittels, dessen Zulassung zum Uebergange in den allgemeinen Verkehr angestrebt wird, nach folgenden Grundsätzen vorzugehen hat.

I. Das Schießpulver, sowie alle andern zum Schießen aus was immer für einer Feuerwaffe bestimmten oder geeigneten Präparate, dann das aus denselben Substanzen (Salpeter, Schwefel und Kohle) wie das Schießpulver erzeugte Sprengpulver bleiben wie bisher den Monopolsvorschriften unterworfen, wogegen alle andern explodirbaren Präparate, welche nur zum Sprenggebrauche dienen, dem Monopolzwange nicht unterliegen sollen.

II. Unter dem Worte „Salpeter“ in Alinea I soll nicht allein der Kalisalpeter, sondern überhaupt jeder durch eine Verbindung von Salpetersäure mit Alkalien oder Erdalkalien entstandene Salpeter verstanden sein.

III. Unter dem Worte „Kohle“ in Alinea I soll in gleicher Weise jedwede Art von Kohle, als Holzkohle, Lignit, Braunkohle, Steinkohle, mithin auch fossile Kohle überhaupt verstanden werden.

IV. Für den Fall, als ein explosives Präparat neben Salpeter, Schwefel und Kohle noch andere Bestandtheile enthält, so soll es auch dann, wenn es nur zum Sprengen geeignet befunden wurde, dennoch dem Monopolzwange unterliegen, wenn

a) diese Körper in dem Gemenge aus Salpeter, Schwefel und Kohle nicht innig eingearbeitet, sondern nur nachträglich beigemengt erscheinen, so zwar, daß man sie, ohne die Mischung des Salpeters, Schwefels und der Kohle zu alteriren, wieder ausscheiden kann;

b) wenn diese Körper, ob auch dem Gemenge aus Salpeter, Schwefel und Kohle innig eingearbeitet, ihrer Natur und Quantität nach derart beschaffen sind, daß sie einen günstigern Erfolg in der Wirkung des Sprengmittels nicht herbeiführen.

V. Die Qualificirung eines Präparates als Schieß- oder Sprengmittel wird aus der Erwägung der folgenden Umstände hervorzugehen haben.

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a) Ob das Präparat brisanter sei, als das brisanteste, thatsächlich noch verwendete Triebmittel, d. i. als die durch Flammenzündung explodirbare Schießbaumwolle; oder in anderer Form, ob das Präparat bei einer Ladung, mit welcher dieselbe Geschoßanfangsgeschwindigkeit zu erreichen ist, wie mit einer bestimmten Menge Schießbaumwolle, eine größere Gasspannung als die letztere entwickelt? Diese Frage, wenn bejaht, qualificirt das fragliche Präparat ausschließlich als „Sprengmittel“. Die Beantwortung derselben hat aus vergleichenden Versuchen mit dem zu untersuchenden Präparate und mit loser, höchst nitrirter Schießbaumwolle auf der Pulverprobe von Uchatius hervorzugehen.

b) Ob im Falle das Präparat sich minder brisant als die Schießbaumwolle erweist, seine ballistische Wirkung jene des normalen österreichischen Sprengpulvers erreicht oder nicht, ob also eine beliebig große Ladung des Präparates an der Pulverprobe von Uchatius dem Projectile eine größere oder kleinere Anfangsgeschwindigkeit ertheilt, als dieselbe Gewichtsmenge von normalem Sprengpulver. Ist die mit dem Präparate unter diesen Verhältnissen erzielte Geschoßanfangsgeschwindigkeit gleich oder kleiner als die mit dem normalen Sprengpulver erhaltene, so ist das Präparat gleichfalls nur als Sprengmittel zu betrachten.

c) Für den Fall, als ein Präparat sich weniger brisant als lose Schißbaumwolle, aber ballistisch wirksamer als das normale österreichische Sprengpulver herausstellt, so ist noch durch Schießproben aus dem normalen Infanteriegewehre nach der Scheibe zu ermitteln, ob der beim Schießen mit dem Präparate in der Feuerwaffe verbleibende Rückstand, wenn man denselben mit jenem des normalen Sprengpulvers bei gleichem ballistischen Effecte, also gleichen Geschoßanfangsgeschwindigkeiten vergleicht, seiner Quantität oder Qualität nach die Verwendung des Präparates als Schießmittel wesentlich beeinträchtigt. Ist dies der Fall, so soll das Präparat gleichfalls lediglich als Sprengmittel betrachtet werden. Ueber das „Ja“ oder „Nein“ bei Beantwortung dieser Frage hat, sofern eine Stimmeneinhelligkeit unter den Commissionsmitgliedern nicht eintritt, die Stimmenmehrheit zu entscheiden. Bei Stimmengleichheit wird auf Verweigerung der Concession angetragen.

d) Alle sich durch die vorcitirten Untersuchungen nicht als „Sprengmittel“ qualificirenden Präparate sind, sofern sie nicht durch ihre eigenthümliche Form oder Zusammensetzung, z.B. Gehalt an Nitroglycerin über 15 Gew. Proc., vom Gebrauche in Feuerwaffen offenbar ausgeschlossen erscheinen, als „Schießmittel“ zu betrachten und unterliegen dem Zwange des Pulvermonopols. Ob ein Präparat durch seine eigenthümliche Form oder Zusammensetzung vom Gebrauche in Feuerwaffen ausgeschlossen erscheint, wird von der Kommission, sofern eine Stimmeneinhelligkeit über das „Ja“ oder „Nein“ nicht eintritt, durch Stimmenmehrheit entschieden. Bei Stimmengleichheit wird auch hier auf Verweigerung der Concession angetragen.

e) Alle Präparate, welche durch Reutern, Absieben oder ähnliche von Jedermann leicht ausführbare mechanische Operationen eines Bestandtheiles beraubt, zu brauchbaren Schießmitteln umgewandelt werden, sind ohne Weiteres als solche zu betrachten.

VI. In Gemäßheit der vorangeführten Punkte erfolgt die Untersuchung eines jeden durch die Comission zu beurtheilenden explodirbaren Präparates nach dem folgenden, auf Grundlage der commissionellen Berathungsresultate über Erleichterungen im Pulvermonopolswesen vereinbarten Programm.

1) Chemische Untersuchung des Präparates auf seine Bestandtheile, bei Präparaten, die bereits privilegirt sind, mit Rücksicht auf die in der Privilegiumsbeschreibung enthaltene Darstellung.

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2) Brisanzbestimmung bei brisanten Mitteln mit dem zu einem Brisanzmesser adaptirten Pendel, – bei Präparaten, welche dem Schießpulver näher kommen, oder deren Eignung zum Schießgebrauche auch schon aus 1 vermuthet werden kann, an der Pulverprobe von Uchatius.

3) Untersuchung des Präparates bezüglich seines Verhaltens

a) in freier Luft, b) in feuchter Luft, c) in Wasser, d) bei höherer Temperatur, e) bei niederer Temperatur im Einklange mit Punkt 6.

4) Bestimmung der Entzündungstemperatur des Präparates.

5) Prüfung des Präparates in Bezug auf seine Entmischungsfähigkeit mit Hilfe der Rüttelvorrichtung.

6) Untersuchung der Empfindlichkeit des Präparates gegen den Stoß an der Fallmaschine, und zwar bei Präparaten, deren einer oder der andere Bestandtheil bei den gewöhnlichen Temperaturschwankungen der Luft seinen Aggregatzustand vom flüssigen zum festen wechseln kann, a) im weichen Zustande, b) im gefrorenen Zustande.

VII. Auf Grund der so ausgeführten Untersuchung wird das Urtheil der Commission über das Präparat dahin abgegeben,

a) ob dasselbe ein Schieß- oder Sprengmittel sei, und ob es den Vorschriften des Pulvermonopols unterliege oder nicht;

b) ob dem Präparate in Hinsicht der persönlichen und öffentlichen Sicherheit betreffs seiner Erzeugung, Aufbewahrung, seines Transportes, Verschleißes oder Gebrauches Bedenken entgegenstehen oder nicht;

c) ob auf das Präparat nur die Sicherheitsvorschriften bezüglich des Schwarz-Pulvers, oder andere schon bestehende Sicherheitsvorschriften über Explosivpräparate Anwendung finden, oder ob es nöthig erscheint, auch noch specielle und welche Vorsichtsmaßregeln dem Präparate gegenüber im Verordnungswege vorzuschreiben.

Bei allen Untersuchungen zur Ermittlung der Sicherheitseigenschaften des Präparates wurden je nach dessen chemischer Natur entweder das gewöhnliche Schwarzpulver oder aber das Kieselguhr-Dynamit von Nobel – zwei Präparate, deren Verhalten in dieser Beziehung nunmehr hinreichend bekannt ist – als Maßstab zur Beurtheilung gewählt, und die Versuche dem entsprechend, wo nöthig comparativ ausgeführt.

Sofern die Versuchsmittel nicht aus der Art der Arbeit von selbst zu entnehmen sind, wurden zur Brisanzbestimmung theils die bereits allgemein bekannte Pulverprobe von Uchatius, theils ein zur Brisanzmessung adaptirtes ballistisches Gewehrpendel verwendet, dessen Angaben sowohl über die örtlich zerstörende Wirkung, als auch über den schiebenden Effect der einzelnen Sprengmittel annähernde Vergleichsweise gewähren sollten. Das Constructionsprincip dieser Vorrichtung ist aus dem Aufsatze „über brisante Spreng- und Triebmittel“ (vgl. Mittheilungen, 1873 S. 95) zu entnehmen, und dürften zur Ergänzung der dort gegebenen Skizze die folgenden Daten einstweilen genügend sein. Der cylindrische, schmiedeiserne Schwungkörper des Pendels besaß bei einem Durchmesser von 79mm eine Achsenlänge von 197mm und mit dem dazugehörigen Halsbande ein Gewicht von 9k,7, während die Länge des |552| ballistischen Pendels (ca. 2m), sowie dessen Aufhängungsart vollkommen erhalten blieben. An der einen Stirnseite des Schwungkörpers war eine centrisch placirte, cylindrische Vertiefung von 52mm Durchmesser und 26mm Tiefe angebracht, auf welche kreisförmige Kupferplatten von 4 oder 6mm Dicke bündig angelegt wurden. An diese Kupferplatten, deren Rand die Stirnseite des Schwungkörpers genau bedeckte, wurden die je 17 oder 8g,5 des Sprengpräparates enthaltenden cylindrischen Weißblechbüchsen von 31mm Durchmesser mit der einen Stirnfläche centrisch und bündig angelegt, während über die andere Stirnseite gekreuzte Messingdrähte geführt wurden, um sowohl die Büchse als die Kupferplatte an der Stirne des Schwungkörpers genau zu befestigen. Die Ladung der Blechbüchsen nahm je nach der Natur der untersuchten Präparate verschiedene Höhen ein, so daß dem Büchsendeckel eine Form gegeben werden mußte, welche dessen Verschiebung im Innern der Büchse zuließ. An diesem Deckel war zugleich eine in das Innere der Sprengmittelladung greifende cylindrische Hülse angelöthet, welche zur Aufnahme der Sprengkapsel zu dienen hatte.

Die nachstehende Figur I versinnlicht die Art der Construction, der Ladung und Anbringung dieser Büchsen an dem Schwungkörper des Brisanzmessers, wobei S den Schwungkörper des Pendels im Längenschnitte, kk die Kupferplatte, p die Probeladung, dd die zu ihrer Befestigung dienenden Messingdrähte, q die Kapsel und r die zur Einleitung der Detonation benützte Bickford'sche Zündschnur bezeichnen.

Fig. 1., Bd. 221, S. 552

Nach der Explosion wurde der Ausschlag des Pendels in Graden, und die rückwärtige Ausbauchung der Kupferplatte, mittels eines Guttapercha-Abklatsches, den man mit Quecksilber füllte, in Cubikcentimetern gemessen.

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Die mit dem beschriebenen Apparate erreichten Resultate genügen zum Vergleiche der verschiedenartigsten Sprengmittel. Die Schärfe der Uebereinstimmung von den durch dasselbe Sprengmittel erzielten Angaben bleibt indeß meist hinter jener bei den Pulverproben zurück, welche mit Triebmitteln oder mit langsam detonirenden Sprengmitteln angestellt werden, und zwar:

1. wegen der sehr ungleichförmigen Abmengung der einzelnen Bestandtheile in den Nitroglycerinpulvern;

2. wegen der wechselnden Beschaffenheit des Nitroglycerins, welche ich bereits früher nachgewiesen habe2);

3. wegen des Einflusses der wechselnden Temperatur auf die Explodirbarkeit der brisanten Sprengmittel und auf deren Explosionseffect;

4. wegen der wechselnden Festigkeitsverhältnisse der einzelnen Organe des Brisanzmessers, die man, gleich den Kupferplatten und Büchsen, bei jedem Versuche erneuern muß;

5. wegen der bei jedem Versuche im kleinen Maßstabe sich potenzirenden Operationsfehler.

In Ermanglung vollkommenerer Prüfungsmittel mußte indeß bis auf Weiteres mit den groben Angaben gerechnet werden, die man mit dem erwähnten Apparate erzielen kann, und welche immerhin genügen, die Brisanz und Kraft der auf Detonationszündung basirenden Sprengmittel gegen einander annähernd abzumessen. Hierbei ist jedoch nochmals zu betonen, daß nur solche Daten vergleichbar sind, welche man zu derselben Zeit, mit Blechbüchsen und Kupferplatten von derselben Lieferung, bei gleicher Temperatur der beiden zu vergleichenden Präparate, an demselben Apparat und unter Initialzündung durch Knallquecksilberkapsel von gleicher Beschaffenheit, also durchaus unter den gleichen Umständen erhalten hat.

Diese Vergleichsangaben sind in der später folgenden Tabelle der Untersuchungsresultate für die comparativ verglichenen Präparate immer hart unter einander gestellt.

Die Untersuchung des Verhaltens bei höheren Temperaturen überhaupt wurde mit einem Luftbade und Bunsen'schen Thermoregulator ausgeführt, welcher gestattet, die einmal erzielte Temperatur mit Schwankungen von etwa 2° nach aufwärts oder abwärts durch sehr lange Zeit zu erhalten.

Die Untersuchung der Präparate betreffs ihrer Entmischungsfähigkeit durch das Rütteln ist zur Beurtheilung der Transportfähigkeit von |554| Sprengmitteln unerläßlich. Eine eigens zu diesem Zwecks construirte Rüttelvorrichtung, Figur II, besteht aus einer reißschienenartigen Holzlamelle, welche um eine in ein Viertel ihrer Länge angebrachte horizontale Achse oscilliren kann. Die Oscillation, welche um die wagrechte Gleichgewichtslage der Holzlamelle erfolgt, wird durch ruckweises Senken des rückwärtigen Endes derselben, und zwar von den Daumen einer Welle bewirkt, an deren Kurbel man einen Mann längere Zeit drehen läßt. Das durch die Daumen gesenkte Ende der Schiene wird gleich nach Passirung des Daumens durch eine Spiralfeder aufwärts gedrückt, und durch die rasche Wiederholung dieser Action eine lebhafte Rüttelbewegung der Schiene erzielt. An dem entgegengesetzten Ende dieser letztern sind auf einem Querbretchen drei Messinghülsen befestigt, in welche Glasröhren fest eingeschoben werden können. Diese Röhren werden mit den zu untersuchenden Präparaten vollgefüllt, beiderseits dicht verschlossen, und nun wird 1/2 Stunde lang an dem Apparate gerüttelt, worauf eine eventuell eintretende Entmischung constatirt und, wenn nöthig, ein oder der andere entmischte Bestandtheil für sich untersucht werden kann.

Fig. 2., Bd. 221, S. 554

Zur Prüfung der Präparate auf ihre Empfindlichkeit gegen den Stoß wurde ein Fallwerk construirt, welches gestattet, ein schmiedeisernes Fallgewicht von 2 bis 5k aus einer Höhe bis zu 2m vertical herabfallen zu lassen. Das Fallgewicht ist an seinem untern Ende mit einem schwach conisch zulaufenden eisernen Piston armirt, dessen kreisförmige untere Querschnittfläche 1qc,34 beträgt. Dieser Piston paßt genau in die Vertiefung eines schmiedeisernen Ambosses, welcher in die Bodenplatte des Fallwerkes eingesetzt werden kann. Die Vertiefung wurde nun jeweilig mit einer 1mm dicken Schichte des zu untersuchenden Präparates beschickt, und jene minimale Fallhöhe h ermittelt, bei welcher unter Anwendung eines gegebenen Fallgewichtes p eben noch die Explosion des Präparates eintrat. Die zur Herbeiführung dieser Explosion erforderliche Stoßarbeit war sodann als A = ph zu berechnen, und |555| wurde je nach der Natur des Sprengmittels entsprechend mit jener für die Explosion des Schwarzpulvers, bezieh. des Kieselguhr-Dynamits in Vergleich gezogen.

Die Stichhaltigkeit jedes gefundenen Resultates wurde aus der Uebereinstimmung der Daten von je drei congruenten Versuchsfällen erschlossen. Es hat sich hierbei ergeben, daß u.a. auch die Initialtemperatur, welche Präparat und Fallmaschine vor dem Versuche besitzen, auf die Größe der zur Explosion erforderlichen Stoßarbeit von bedeutendem Einflusse ist. So konnte normales Sprengpulver bei einer Temperatur von etwa + 5° durch eine Stoßarbeit von 9mk,75 nicht zur Explosion gebracht werden, indeß bei einer Temperatur von + 22° schon eine Stoßarbeit von 7mk,75 zur Erreichung der Explosion dieses Präparates hinreichend war.

Zur Ermittlung der Explosionstemperatur diente bei leichter explodirenden Substanzen ein Paraffinbad, in welches Glaseprouvetten eingesetzt wurden, in die man kleine Proben des Präparates einlegte. Ein gleichfalls in das Paraffinbad gesenktes Thermometer ließ die Temperatur ermitteln, bei welcher die Explosion des Präparates erfolgt.

Bei mehreren Substanzen wird beobachtet, daß eine von 60° an langsam erwärmte Probe schon bei einer verhältnißmäßig niedern Temperatur explodirt, während das in die heiße Eprouvette geworfene Präparat erst bei einer weit höheren Temperatur momentan zur Explosion gelangt. Die destructive Einwirkung allmälig steigender, länger währender Erwärmungen ist hier unverkennbar und bildet zugleich das Mittel, die Stabilität der Substanz bei höheren Temperaturen noch in einer andern Weise, als zuvor erwähnt, zu beurtheilen.

Als wahre Explosionstemperatur ist hier die höchste der beobachteten anzusehen, und diese wurde ermittelt, indem man vom Momente der ersten Explosion an kleine Proben des Sprengmittels in die Eprouvette gleiten ließ und nun die Zeit notirte, binnen welcher die Explosion eintrat. Die gleichzeitig wahrgenommene Temperaturerhöhung wurde ebenfalls notirt. So gelangte man endlich zu einer Temperatur, von welcher ab die Explosion des Präparates, wenn auch nicht momentan, so doch binnen einer Zeitgröße erfolgte, welche bei weiterer Temperatursteigerung keine Abnahme erfuhr. Diese letztere Temperatur konnte als eigentliche Explosionstemperatur betrachtet werden.

Das Detail dieses Vorganges, dann das späterhin angewendete Verfahren – eine Modification der Methode von Champion und Leygue – ist in diesem Journal, *1875 218 227 mitgetheilt.

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Resultate der commissionellen Untersuchung nachbenannter theils concessionirter, theils nicht concessionirter Sprengmittel.

Textabbildung Bd. 221, S. 556–557
|558| |559|
Textabbildung Bd. 221, S. 558–559
|560| |561|
Textabbildung Bd. 221, S. 560–561
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Die Resultate der vom technischen und administrativen Militär-Comité programmgemäß durchgeführten Untersuchungen sind in der voranstehenden Tabelle möglichst gedrängt zusammengestellt, und auch die von der Commission über jedes einzelne Sprengmittel gesprochenen Gutachten in kurzen Schlagworten angegeben.

Die Mittheilung dieser Resultate darf sich natürlich nur auf jene Daten erstrecken, aus welchen eine genauere Kenntniß der chemischen Zusammensetzung der untersuchten Sprengmittel, soweit diese heute noch als Geheimniß des Fabrikanten anzusehen ist, nicht geschöpft werden kann. Statt dieser auf den chemischen Bestand bezüglichen Daten sind indeß jene augenfälligen Kennzeichen angegeben, durch welche sich jedes der untersuchten Präparate von andern ähnlichen Sprengmitteln unterscheidet, mit Hilfe deren also die Identität dieses Stoffes selbst von Laien mit einiger Sicherheit nachgewiesen werden kann.

Zum Schlusse der vorstehenden Mittheilungen sei noch erwähnt, daß alle jene Sprengmittel, für welche die Bewilligung zum öffentlichen Verkehr schon vor der Zusammensetzung der vorgenannten Untersuchungscommission provisorisch erflossen war, von dieser Commission einer eingehenden Untersuchung noch nicht unterzogen wurden, und einstweilen auch ohne diese Untersuchung provisorische Zulassung bis zu jenem Zeitpunkte behalten, wo, wie bereits gesagt, die Verhandlungen bezüglich des Pulvermonopols in Oesterreich einem definitiven Abschlusse zugeführt sein werden.

Diese Sprengmittel sind nebst dem als Vergleichspulver der andern Nitroglycerin-Sprengpulver dienenden Kieselguhr-Dynamit (Dynamit I): „Dynamit II“ und „Dynamit III“ von Nobel und Comp., das „Weiße Dynamit“ und das „Kohlen-Dynamit“ von Wittmann, Freyler und Comp., das „Diorexin“ von W. Pancsera und das „Haloxylin“ von Gebrüder Fehleisen. Ueber die äußeren Merkmale dieser Sprengmittel, sowie über die Methode der chemischen Untersuchung von Sprengmitteln überhaupt soll später berichtet werden.

Vom Verfasser gef. eingesendeter Separatabdruck aus den Mittheilungen des technischen und administrativen Militär-Comité zu Wien, 1876 Heft 2.

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Mittheilungen, 1874 S. 545. Fresenius' Zeitschrift für analytische Chemie, 1874.

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