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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verteilen eines
nichtelektrischen Zündimpulses
von einem strangförmigen
Zündmittel
auf mindestens zwei andere strangförmige Zündmittel.
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Bei
Sprengungen wird die Detonation der Sprengladung in der Regel durch Übertragen
eines Zündimpuls
zu einer Sprengkapsel, die wiederum die Sprengladung zündet, ausgelöst. Es kann
hierbei zwischen einer elektrischen und einer nichtelektrischen
Zündimpulsübertragung
unterschieden werden. Bei der nichtelektrischen Zündimpulsübertragung
wird ein in der Regel strangförmiges
Zündmittel verwendet,
wobei beispielhaft eine Zündschnur
bzw. Anzündschnur
oder ein Zündschlauch
genannt werden können.
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Ist
es notwendig, mehrere getrennte Sprengladungen gleichzeitig oder
in einer vorbestimmten Abfolge nacheinander zu zünden, so muss der auslösende Zündimpuls
entsprechend auf alle zu zündenden
Sprengladungen verteilt werden. Dies ist zum Beispiel bei der Kampfmittelräumung notwendig,
wo oft mehrere Blindgänger
oder geborgene Minen gleichzeitig gesprengt werden.
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Bei
der nichtelektrischen Zündimpulsübertragung
können
dazu die Zündschnüre der einzelnen Sprengladungen
bei einem gemeinsamen Anzünder zusammengeführt werden,
so dass beim Auslösen des
Anzünders
der Zündimpuls
auf alle Zündschnüre übertragen
wird. Da sich der Anzünder
oft jedoch weit entfernt von den Sprengladungen befindet, muss eine
Vielzahl an langen Zündschnüren verlegt
werden, was auf- wändig,
kostenintensiv und auch fehleranfällig ist. Die
US 481 012 A zeigt einen nichtelektrischen
Zündimpulsverteiler,
in dessen massiven Block verzweigte Zündkänale ausgebildet sind.
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Alternativ
ist es auch möglich,
die Sprengladungen mittels einer durchlaufenden Zündschnur
in Reihe zu schalten. Dabei werden die einzelnen Sprengladungen
je nach verwendeter Zündschnur
in mehr oder weniger langen zeitlichen Abständen hintereinander gezündet. Falls
hierbei ein Defekt in der Zündschnur
auftritt, werden je nach Lage des Defekts eine oder mehrere der
dahinter liegenden Sprengladungen nicht gezündet.
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Eine
weitere Möglichkeit
der Zündimpulsverteilung
ist das Zusammenführen
der einzelnen Zündschnüre relativ
nahe bei den Sprengladungen. Diese werden dann geeignet mit einer
Detonatorladung verbunden, die dann mittels einer eigenen Zündschnur
zur Detonation gebracht wird und dabei einen Zündimpuls auf die zusammengeführten Zündschnüre überträgt. Die
DE 1771 851 C1 zeigt
eine Zündchnur
für die überführung eine
Detonation.
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Eine
entsprechende Verteilervorrichtung wird in der
WO 03/023316 A1 beschrieben.
Hier wird eine Detonatorladung in ein Gehäuse eingeführt, das an einem Ende ein
Klemmvorrichtung aufweist, mit der mehrere Zündschläuche gehalten werden können. Die
Detonatorladung ist dabei so in dem Gehäuse ausgerichtet, dass der
Hauptimpuls der Detonation auf die angeklemmten Zündschläuche ausgerichtet
wird, so dass diese einen Zündimpuls
zu den daran angeschlossenen Sprengladungen übertragen.
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Bei
der oben vorstehend beschriebenen Verteilervorrichtung wird somit
ein zusätzlicher
Zünder (die
Detonatorladung) benötigt,
um ein Sprengsystem aufzubauen. Da beim Aufbau eines Sprengsystems
neben den eigentlichen Sprengladungen die Zünder den bedeutendsten Kostenfaktor
bilden, werden mit einer derartigen Konstruktion die Kosten für das Sprengsystem
erhöht.
Darüber
hinaus bringt die Verwendung einer Detonatorladung zusätzliche
Risiken im Hinblick auf die Arbeitssicherheit mit sich.
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Hiervon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verteilervorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die eine zuverlässige
Verteilung eines Zündimpulses
auf mehrere strangförmigen Zündmittel
wie Zündschläuche oder
Zündschnüre bei niedrigen
Kosten und hoher Arbeitssicherheit ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung zum Verteilen eines nichtelektrischen Zündimpulses
mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Verteilen eines nichtelektrischen Zündimpulses von einem strangförmigen Zündmittel
auf mindestens zwei andere strangförmige Zündmittel, umfasst die folgenden
Komponenten:
ein geschlossenes Gehäuse mit einem unverzweigten
Innenraum,
einer Eingangsöffnung
zur Aufnahme des einen strangförmigen
Zündmittels,
mindestens
zwei abzweigende Ausgangsöffnungen zur
Aufnahme von jeweils einem der mindestens zwei anderen strangförmigen Zündmittel,
wobei
die Innenoberflächen
des Gehäuses
mit Oktogen beschichtet sind und
in den Ausgangsöffnungen
ein Initialzündstoff
angeordnet ist.
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Durch
den von dem einen strangförmigen Zündmittel
zur Vorrichtung übertragenen
Zündimpuls,
wird das auf die Innenoberflächen
des Gehäuses
beschichtete Oktogen gezündet,
welches wiederum den an den Ausgangsöffnungen vorgesehenen Initialzündstoff
zündet.
Dadurch wird der Zündimpuls
an die an den Ausgangsöffnungen
angeschlossenen anderen strangförmigen
Zündmittel übertragen.
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Dadurch
dass der Initialzündstoff
direkt an den Stirnseiten der den Zündimpuls aufnehmenden strangförmigen Zündmittel
vorgesehen ist, wird deutlich weniger Initialzündstoff benötigt als im oben beschriebenen
Stand der Technik, um den Zündimpuls zu übertragen.
Dadurch können
die Kosten gesenkt werden, und wird darüber hinaus auch die Arbeitssicherheit
erhöht.
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Um
die Kosten möglichst
gering zu halten und eine einfache Anwendung der Verteilervorrichtung
zu erreichen sollte diese möglicht
klein sein. Beispielsweise kann bei einer Breite des Zündverteilers von
ungefähr
4 cm die Länge
von 5 bis 10 cm und die Dicke von 0,8 bis 1,0 cm reichen. Ist eine
Verteilung auf relativ viele strangförmige Zündmittel notwendig, können die
Abmessung entsprechend größer gewählt werden.
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Als
Material für
die erfindungsgemäße Verteilervorrichtung
kann jedes geeignet Material verwendet werden, das sich mit Oktogen
beschichten lässt.
Als Beispiele für
Kunststoffmaterialien seien hier Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat
und Polyamid genannt.
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Vorzugsweise
enthält
die Beschichtung aus Oktogen eine Zumischung von Aluminium, wobei
in der Regel feingepulvertes Aluminium verwendet wird. Das Aluminium
erhöht
die Temperatur bei der Zündung
der Beschichtung und verbessert somit die Wirksamkeit der Zündung des
Initialzündstoffes
an den Ausgangsöffnungen.
Zu diesem Zweck werden maximal 9 Gew.-% an Aluminium in der Beschichtungsmischung
verwendet.
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Um
die Zündung
der Beschichtung weiter zu verbessern, können zusätzlich zum oder anstelle des Aluminiums
auch Mikroballons der Beschichtungsmischung zugegeben werden. Diese
Mikroballons sind kleine Glaskugeln (Mikrosphären), die bei der Zündung der
Beschichtung als Initialkerne fungieren.
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Zur
Beschichtung der Innenwände
der Gehäuse
wird die Beschichtungsmischung vorzugsweise in einer Menge von 4,0
bis 7,0 g/m2 auf die Innenwände aufgebracht.
Je nach Oberflächenbeschaffenheit
(Rauheit) der Innenwände
kann die aufbeschichtbare Menge der Beschichtungsmischung unterschiedlich
ausfallen, so dass insgesamt zwischen 15% und 100% der Gesamtoberfläche der
Gehäuse zu
beschichten sind.
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Als
Initialzündstoff
können
die üblicherweise auf
dem Gebiet der Sprengtechnik verwendeten Initialzündstoffe
eingesetzt werden. Als Beispiel seien hier lediglich die Fulminate
genannt.
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Vorzugsweise
wird der Initialzündstoff
in der ausreichenden Menge in die Ausgangsöffnungen eingepresst. Pro Ausgangsöffnung können 10–20 mg an
Initialzündstoff
verwendet werden.
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Die
Ausgangsöffnungen
der erfindungsgemäßen Verteilervorrichtung
sind vorzugsweise so ausgestaltet, das sie einzeln verschlossen
werden können.
Wenn die erfindungsgemäße Verteilervorrichtung über mehr
Ausgangsöffnungen
verfügt,
als bei einem aufzubauenden Sprengsystem benötigt werden, kann die Verteilervorrichtung
an diese Vorgaben angepasst werden, indem die nicht benötigten Ausgangsöffnungen
verschlossen werden.
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Die
Ausgangsöffnungen
sind vorzugsweise jeweils in einem vom Gehäuse vorspringenden, rohrförmigen Stutzen
gebildet, der ein Außengewinde aufweist,
auf das eine Abdeckung aufgeschraubt ist, die die jeweilige Ausgangsöffnung derart
verschließt, dass
während
der Verteilung des Zündimpulses
dieser nur auf die an den Ausgangsöffnungen angeschlossenen strangförmigen Zündmittel übertragen wird
und somit eventuell außerhalb
des Zündverteilers
vorhandene entzündliche
Stoffe, wie z. B. Gase oder Stäube,
nicht entzündet
werden können.
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Um
die erfindungsgemäße Verteilervorrichtung
nach dem Gebrauch erneut zu beschichten, ist es vorteilhaft, wenn
diese zerlegbar gestaltet ist. Beispielsweise ist das Gehäuse ein
flaschenförmiges Gehäuse, das
entlang seiner Längsschnittebene
in zwei Gehäusehälften, eine
obere und eine untere Gehäusehälfte, geteilt
ist, die mittels einer Klemmvorrichtung dicht aneinander gepresst
sind.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aufgrund
der Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform sowie anhand der
Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1:
einen schematischen Querschnitt einer Ausführungsform der Vorrichtung
zum Verteilen eines nichtelektrischen Zündimpulses gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2a:
einen schematischen Querschnitt eines rohrförmigen Stutzens einer Ausgangsöffnung der
Vorrichtung zum Verteilen eines nichtelektrischen Zündimpulses
aus 1;
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2b:
den rohrförmigen
Stutzen aus 2a in einer vereinfachten perspektivischen
Ansicht; und
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3:
einen schematischen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung zum Verteilen eines nichtelektrischen Zündimpulses
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die durch einen modularen Aufbau gekennzeichnet ist.
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In 1 ist
eine Verteilervorrichtung 1 dargestellt, die aus einem
flaschenförmigen,
entlang einer Längsschnitteebene
in eine obere Gehäusehälfte 2 und
eine untere Gehäusehälfte 3 geteilten
Gehäuse besteht.
Die beiden Gehäusehälften sind
mittels geeigneter Klemmelemente 4, hier in Form zweier
die Gehäusehälften 2, 3 durchdringenden
Schrauben mit Muttern, dicht miteinander verspannt. Alternativ dazu können die
beiden Gehäusehälften 2, 3 aber
auch durch jede andere geeignete Klemmvorrichtung, beispielsweise
die beiden Gehäusehälften in
der Art einer Rohrschelle umgreifende Klammern, zusammengespannt
werden.
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An
der linken Seite der Verteilervorrichtung 1 ist eine Eingangsöffnung 5 an
einer flaschenhalsartigen Verlängerung
des Gehäuses
vorgesehen, in der ein strangförmiges
Zündmittel 6,
wie z. B. ein Zündschlauch,
zur Übertragung
eines Zündimpulses
zur Verteilervorrichtung eingeführt
ist und zum Erhalt einer Abdichtung gegen ein nachträgliches
unbeabsichtigtes Lösen
gehalten wird. Hierzu kann, wie in 1 gezeigt,
die flaschenhalsartige Verlängerung mit
einem Außengewinde
versehen sein, auf das eine das strangförmige Zündmittel 6 umgreifende Überwurfmutter 14 aufgeschraubt
ist, und das strangförmige
Zündmittel 6 einen
Ringflansch 15 aufweisen, der durch die Überwurfmutter 14 gegen
die Stirnfläche
der flaschenhalsartigen Verlängerung
des Gehäuses
und damit ggf. auch radial nach innen gegen das strangförmigen Zündmittel 6 gedrückt wird. Alternativ
dazu kann die Überwurfmutter 14 einen
auf dem strangförmigen
Zündmittel 6 verschiebbar
angeordneten (nicht gezeigten) Hohlkonus in einen Ringspalt zwischen
dem strangförmigen
Zündmittel 6 und der
Innenumfangsseite der flaschenhalsartigen Verlängerung in Richtung des Gehäuses drücken, um das
strangförmige
Zündmittel 6 in
der Eingangsöffnung 5 kraftschlüssig zu
klemmen und gegen ein Verrutschen zu fixieren. Als eine weitere
Alternative kann die flaschenhalsartige Verlängerung des Gehäuses in
der Art einer sogenannten Olive radial nach innen drückende Rastklemmen
aufweisen, die das strangförmige
Zündmittel 6 außenumfangsseitig
klemmen. Derartige Rastklemmen sind an den Ausgangsöffnungen 7 schematisch
dargestellt.
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In
der oberen Gehäusehälfte 2 sind
drei Ausgangsöffnungen 7 an
von dem Gehäuse
abzweigenden rohrförmigen
Stutzen 13 ausgebildet zur Aufnahme von jeweils einem strangförmigen Zündmittel 8, auf
das der Zündimpuls übertragen
werden soll. In 1 sind zwei dieser strangförmigen Zündmittel 8, wie
z. B. zwei Zündschläuche, eingeführt.
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Die
rohrförmigen
Stutzen 13 der Ausgangsöffnungen
weisen an ihrer Außenumfangsfläche ein Außengewinde 9 auf,
auf das sich eine Schutzkappe 10 schrauben lässt. In
der 1 dargestellten Verteilervorrichtung 1 ist
beispielsweise die rechte Ausgangsöffnung 7 mittels einer
Schraubkappe 10 verschlossen.
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Die
Innenoberflächen
der beiden Gehäusehälften 2, 3 der
Verteilervorrichtung 1 sind mit einer Schicht 11 aus
Oktogen beschichtet. In die beiden Ausgangsöffnungen 7, über die
der Zündimpuls
auf die strangförmigen
Zündmittel 8 übertragen
werden soll, ist jeweils eine ausreichende Menge eines Initialzündstoffs 12 eingepresst,
wie es in 1 gezeigt ist. Die strangförmigen Zündmittel 8 sind
in die jeweilige Ausgangsöffnung 7 bis
zum Anschlag an dem jeweiligen Initialzündstoff 12 eingeschoben. Ähnlich dem
strangförmigen
Zündmittel 6 werden
auch die strangförmigen
Zündmittel 8 in
den Ausgangsöffnungen 7 gegen
ein Lösen
sicher, z. B. kraftschlüssig, gehalten.
Damit wird sichergestellt, dass beim Betrieb des Zündverteilers,
d. h. während
des Verteilens des Zündimpulses
auf die an den Ausgangsöffnungen
angeschlossenen strangförmigen
Zündmittel 8, sich
diese nicht vom Zündverteiler
lösen können und somit
eventuell außerhalb
des Zündverteilers
vorhandene entzündliche
Stoffe, wie z. B. Gase oder Stäube,
nicht entzündet
werden können.
Besonders be deutend ist dies unter anderem in Bergwerken, wo die
Zündung
methanhaltiger Grubengase zu vermeiden ist.
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Anstelle
der in 1 gezeigten Überwurfmutter 14,
die über
einen Hohlkonus oder einen Ringflansch eine radial nach innen wirkende
Klemmkraft auf das strangförmige
Zündmittel 6 erzeugt,
weisen die freien Endabschnitte der rohrartigen Stutzen 13, wie
in 2b vereinfacht dargestellt, in Umfangsrichtung
beabstandete axiale Längsschlitze
auf, wodurch in Umfangsrichtung beabstandete, federnde Stutzenarme 16 ausgebildet
sind. Bei dem in 2b beispielhaft dargestellten
rohrartigen Stutzen 13 sind vier, in einem Winkel von etwa
90° beabstandete,
federnde Stutzenarme 16 ausgebildet.
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Wie
in 1 schematisch und in 2a im Detail
dargestellt, weisen diese federnden Stutzenarme 16 innenumfangsseitig
jeweils eine Rastklemme 17 auf, die das in die Ausgangsöffnung eingeführte strangförmige Zündmittel 8 außenumfangsseitig klemmt.
Im einfachsten Fall reicht bei geeigneter Abstimmung des Innendurchmessers,
der Längsschlitze
(Länge
und Breite der Schlitze) und der Wanddicke der rohrartigen Stutzen 13 auf
den Außendurchmesser
des strangförmigen
Zündmittels 8 die Klemmkraft
der Stutzenarme 16 aus, um ein eingeführtes strangförmiges Zündmittel 8 sicher
zu halten. Zusätzlich
kann jedoch, wie in 2a dargestellt, auf die rohrartigen
Stutzen 13 eine das jeweilige strangförmige Zündmittel 8 umgebende Überwurfmutter 18 aufgeschraubt
sein, über
die eine die Federkraft der Stutzenarme 16 ergänzende oder
lediglich erhaltende radial nach innen wirkende Kraft erzielt wird.
In jedem Fall wirken die Stutzenarme 16 mit den Rastklemmen 17 nach
Innen gegen das strangförmige Zündmittel 8 und
stellen einen festen Sitz des strangförmigen Zündmittels 8 auch während des
Betriebs des erfindungsgemäßen Zündverteilers
sicher.
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Wird
nun von dem Zündschlauch 6 ein
Zündimpuls
zu der Verteilervorrichtung 1 übertragen, zündet dieser
die Innenbeschichtung aus Oktogen und überträgt den Zündimpuls auf die beiden Initialzündstoffpresslinge 12 in
den Ausgangsöffnungen 7. Indem
diese Initialzündstoffpresslinge 12 gezündet werden, übertragen
sie den Zündimpuls
auf die in die Ausgangsöffnungen 7 eingeführten Zündschläuche 8.
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Nach
dem Gebrauch kann die Verteilervorrichtung 1 durch Lösen der
beiden Klemmelemente 4 geöffnet und erneut mit Oktogen
beschichtet werden.
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Eine
alternative Ausführungsform
des Zündverteilers
ist in 3 dargestellt. Dieser ist durch einen modularen
Aufbau gekennzeichnet, der es ermöglicht, dass der Zündverteiler
gemäß den Anforderungen
an die Anzahl der strangförmigen
Zündmittel 8,
auf die der Zündimpuls
verteilt werden soll, entsprechend konfektioniert werden kann.
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Erreicht
wird dies durch drei Modultypen, nämlich einem Eingangsmodul A,
optional einem oder mehreren Mittelmodulen B, und einem Endmodul
C, die wie in 3 dargestellt in dieser Reihenfolge
zusammengesetzt sind. Die Module sind an ihren zu verbindenden Endabschnitten
derart ausgestaltet, dass eine während
des Betriebs feste Verbindung der Module untereinander gewährleistet
wird, diese sich aber nach der Benutzung wieder trennen lassen,
so dass sie erneut mit Oktogen beschichtet werden können. Somit
können
die Module beliebig oft wiederverwendet werden.
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Eine
derartige lösbare
Verbindung kann zum Beispiel durch eine kraftschlüssig zusammenzufügende Rastverbindung,
z. B. in der Form einer sogenannten Nut-Feder-Verbindung, bereitgestellt
werden, wie sie in 3 schematisch dargestellt ist.
Zusätzlich
können
die zusammengesetzten Module mittels einer oder mehrerer geeigneter
Spannvorrichtungen (in 3 nicht dargestellt) in Längsrichtung
des Zündverteilers
miteinander verspannt werden, um einen weiter verbesserten Zusammenhalt
während
des Betriebs zu gewährleisten.
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Wenn
jedes der Module A, B und C eine Ausgangsöffnung 7 aufweist,
können,
je nachdem ob ein Mittelmodul B und bejahendenfalls wie viele Mittelmodule
B verwendet werden, Zündverteiler
mit zwei oder mehreren Ausgangsöffnungen 7 zusammengesetzt
werden. Es sind somit Zündverteiler
mit bis zu 30 oder mehr Mittelmodulen B möglich. Die Module A, B und
C können
aber auch mehrere, nebeneinander liegende Ausgangsöffnungen 7 aufweisen.
Wenn zum Beispiel pro Modul jeweils drei Ausgangsöffnungen 7 vorhanden
sind, erhöht
sich demgemäß die Gesamtzahl
der Ausgangsöffnungen 7 pro
zusätzlich eingesetztem
Mittelmodul B um drei.
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Der
Vorteil einer derartigen modularen Bauweise des erfindungsgemäßen Zündverteilers
liegt darin, dass die entsprechend eines Sprengplans benötigten und
vom Anwender bestellten Zündverteiler verschiedenster
Größen leicht
zusammengesetzt und somit schnell geliefert werden können, ohne dass
eine aufwändige
Lagerhaltung von Zündverteilern
verschiedenster Größen notwendig
wird.