DE1446950C1 - Elektrisches Zuendsystem - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 30. DEZEMBER 1971

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sind als Erfinder genannt worden

Elektrisches Zündsystem

Für bestimmte Anwendungszwecke von Sprengstoffen kann es erwünscht sein, Detonationsfronten von genau definierter Form zu erhalten. Bekannt ist es, in dünnen S.prengstofrschichten durch Verwendung besonders' geformter Sprengstoff-Folien eine linienförmige Detonationsfront zu erzeugen. Desgleichen ist es auch bekannt, nach demselben Prinzip eine flächige ebene'Detonätiönsf font zu 'erzeugen. Diese bekannte Methode hat allerdings 'den Nachteil, daß sie sehr aufwendig und kompliziert und daher teuer ist, weshalb sie nicht befriedigen kann.

Gemäß vorliegender Erfindung wird daher zur Erzeugung einer definierten Detonationsfront .in Sprengstbffeü ein ariderer Weg beschritten, wobei von den bekannten Tätsachen ausgegangen wird, daß man. empfindliehe Sprengstoffe -mittels: eines nach dem Prinzip der elektrischen Zünder durch elektrischen Strom zum Glühen gebrachten Drahtes zünden kann und daß es auch möglich ist,' lange" dünne Drähte durch den Stromimpuls einer Kondensatorentladung zu einer eJspiosionsartigen Verdampfung zu bringen.

Es liegt an sich nahe, sich diese Kenntnis zu- . nutze zu machen und mittels" dieser explodierenden Drähte empfindliche Sprengstoffe zur Detonation zu bringen und dabei durch entsprechende Anordnung eines oder mehrerer Drähte eine gewünschte linienförmige oder flächige Detonationsfront zu, erzeugen* Bei entsprechenden Versuchen hat es sich allerdings gezeigt, daß die explosionsartige Verdampfung des bzw. der Drähte nicht genügend gleichmäßig über deren ganze Länge hinweg erfolgt — was auf geringfügige über die Länge des Drahtes hinweg vorhandene material- und/oder querschnittsmäßige Unterschiede zurückzuführen ist

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und sich insbesondere bei Drähten unter Einschluß bemerkbar macht —, demzufolge aber auch der Sprengstoff nicht -gleichzeitig zur Detonation gebracht wird und sich somit eine definierte Detonationsfront nicht mit der gewünschten Genauigkeit verwirklichen läßt.

Zwecks Vermeidung vorstehenden Nachteils wird gemäß der Erfindung für ein elektrisches Zündsystem unter Verwendung einer elektrischen, unter

ίο dem Einfluß eines definierten Stromstoßes explodierenden Leiter-Brücke vorgeschlagen, die elektrische Leiter-Brücke in einer der gewünschten Form der Detonationsfront entsprechenden Anordnung abwechselnd mit Bereichen kleineren und größeren Querschnitts, vorzugsweise jeweils etwa gleicher Länge, auszubilden, wobei die Querschnitte so gewählt werden, daß ein Stromstoß vorgewählter Größe die Abschnitte kleineren Querschnitts zur Explosion bringt, nicht aber die Abschnitte größen ren Querschnitts.

An Hand von Elektronen- und Röntgenblitzaufnahmen kennte festgestellt werden, daß bei- einer ■ solchen Ausbildung der Leiter-Brücke sämtliche Drahtbereiche kleinen Querschnitts zu derselben Zeit explodieren und dementsprechend auch eine gleichzeitige Detonation des den Draht umgebenden Sprengstoffs erfolgt. So wurde beispielsweise bei einer Hochspannungsentladung von 10 kV-olt und einer Stromimpulsenergie von 550 Wattsekunden bei einem Draht von 1000 mm Länge, der gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung aus zwei Gruppen von Drahtstücken gleichen kleinen bzw. gleichen großen Querschnitts, nämlich aus abwechselnd aufeinanderfolgenden dünnen Kupferdraht-Stückchen von 1,4 mm Durchmesser und 2,5 mm Länge sowie dünnen Manganindrahtstückcheri von-0,15 mm Durchmesser und 20 mm Länge, zusammengesetzt war, durch eine Elektronenblitzaufnahme ein gleichzeitiges Verdampfen sämtlicher dünnen Manganindrahtstückchen festgestellt, wobei um den Draht herum ein sich über dessen gesamte Länge hinweg erstreckender gleichmäßiger leuchtender Dampfzylinder entstand. .

An Stelle unterschiedlichen Materials kann für die beiden Gruppen von Drahtstückchen selbstverständlich auch das gleiche Material Verwendung finden. Ebenso kann an Stelle eines Zusammensetzens des Drahtes aus zwei Gruppen von Drahtstückchen unterschiedlichen Durchmessers auch von der Maßnahme Gebrauch gemacht werden, auf einen einstückigen Draht gleichmäßigen kleinen Querschnitts in bestimmten gewünschten Abständen weiteres elektrisch leitfähiges Material aufzutragen, beispielsweise gleiches Material wie dasjenige aus welchem der Draht besteht aufzulöten, womit ebenfalls eine Aufeinanderfolge von Drahtbereicheix abwechselnd kleinen und großen Querschnitts erzielt wird.

Im übrigen beschränkt sich das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich weder auf die Verwendung eines Drahtes, noch auf die eines solchen aus Metall. Genausogttt kann der elektrische Leiter beispielsweise auch aus sogenannter elektrisch leitfähiger Tinte bestehen, wobei die Bereiche großen Querschnitts leicht dadurch erzielt werden können, daß an einer Anzahl von im gewünschten Abstand voneinanderliegenden Stellen eines mit dieser Tinte gezogenen Striches bzw. einer Linie wiederholt Tinte auftragen wird.

Auch ein nach Art "einer gedruckten Schaltung ausgebildeter, gegebenenfalls auf fotomechanischem Wege gewonnener Leiter erfüllt vollauf den gewünschten Zweck, sofern dieser nur aus elektrisch leitfähigem Material besteht und abwechselnd Bereiche solchen kleinen und großen Querschnitts aufweist, daß die Bereiche großen Querschnitts mit Sicherheit nicht explodieren, wenn der Leiter mit einem Strom solcher Stärke belastet wird, daß die Bereiche kleinen Querschnitts ebenso sicher zur Explosion kommen.

Für die Erzielung des gewünschten Effekts, nämlich die Erzeugung einer genau definierten Detonationsfront, . genügt es dabei vollkommen, wenn die Leiterbereiche großen Querschnitts im Verhältnis zu den Leiterbereichen kleinen Querschnitts und auch absolut sehr kurz, ja sogar nahezu punktförmig ausgebildet werden. Zweckmäßig ist es, zumindest die Bereiche- Ideinen Querschnitts mit gleicher Länge auszubilden, vor allem dann, wenn auf einen Leiter kleinen Querschnitts zur Erzielung von Bereichen kleinen und großen Querschnitts maschinell weiteres Material aufgetragen werden soll.

Grundsätzlich läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei -allen -Initial-Sprengstoffen, z.B. Knallquecksilber, Bleiazid, Diazodinitrophenol, anwenden. Ebenso aber auch bei Salpetersäureestern, wie z. B. Nitromannit, Nitroaerythrit und Nitroglycerin in -Mischung mit -anderen festen Salpetersäureestern .oder NFitrokörpern sowie auch bei anderen beim plötzlichen Erhitzen leicht detonierenden Substanzen. Grundsätzlich ist es auch möglich, um den Leiter herum in definiertem Abstand offene Sprengkapseln -anzuordnen und diese dann ebenfalls gleichzeitig oder auch mit einem gewünschten 105. Zeitabstand nacheinander zur Detonation zu bringen. ■ ■ - ■ .

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden'an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert, n» Es zeigt . . . . ·

Fig. ι ein nicht zur Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel für. die. naheliegende Anwendung eines dünnen Drahtes gleichmäßigen Querschnitts bei einer Sprengstoff säule, ' -145

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der gleichen .Sprengstoffsäule, und .·..-. .--..

Fig. 3 in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Anwendung des erfindungsgemäßen. Verfahrens .bei offenen Sprengkapseln, , . ...

Koaxial zur zylindrischen Sprengstoff säule 1 ist in dieser die über ihre ganze ;Länge .einen, "gleiche mäßigen kleinen Querschnitt aufweisende. Leiter-Brücke 2 angeordnet. Mit 3 ist die Schwadenfront bezeichnet, wie sie sich ergibt, wenn bei dieser An-

Ordnung die Leiter-B rücke· 2 zur Explosion gebracht wird.

Bei einer solchen Anordnung mit einer Sprengstoffsäule von 40 mm Durchmesser und 400 mm Länge sowie einem Manganindraht von 0,15 mm Durchmesser erreichte bei Belastung des Drahtes mit einem Stromimpuls \^ron 550 Wattsekunden bei ro kVolt Spannung die Detonation die Mantelfläche des Sprengstoffzylinders an den verschiedensten Punkten mit Zeitdifferenzen bis zu 30 μβ.

Dagegen treten bei der Anordnung gemäß Fig. 2, in welcher für die mit der Fig. 1 übereinstimmenden Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet sind, bei der gleichen Sprengstoffsäule· 1 aber bei einer Unterteilung der Leiter-Brücke 2 in abwechselnd aufeinanderfolgend dünne Manganindrahtstücke 2 a von 0,15 mm Durchmesser und 20 mm Länge sowie dünne Kupferdrahtstücke 2 b von 1,4 mm Durchmesser und 2,5 mm Länge und bei gleicher Hochspannungsentladung nur noch Zeitdifferenzen von 0,5 bis 2,0 μβ auf.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind in definiertem Abstand von der wiederum mit abwechselnd aufeinanderfolgenden Bereichen dünnen (2 c) und dicken (2 b) Querschnitts ausgebildeten Leiter-Brücke 2 in gleichmäßigen -Abständen voneinander längs der Leiter-Brücke 2 die zu dieser hin offenen Sprengkapseln 4 angeordnet und in den Sprengstoff ι eingebettet. Mit 3 ist wieder der Verlauf der Schwadenfront bezeichnet, wie er bei einem Modellversuch mit einer solchen Anordnung durch eine Röntgenblitzaufnahme festgestellt wurde.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Elektrisches Zündsystem unter Verwendung einer elektrischen, unter dem Einfluß eines definierten Stromstoßes explodierenden Leiter-Brücke zur Erzeugung einer definierten Detonationsfront in Sprengstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leiter-Brücke (2) in einer der gewünschten Form der Detonationsfront (3) entsprechenden Anordnung abwechselnd Bereiche (μα, 2b) kleinerer und größerer Querschnitte, vorzugsweise jeweils etwa gleicher Länge, aufweist, wobei die Querschnitte so gewählt sind, daß ein Stromstoß vorgewählter· Größe die Abschnitte kleineren Querschnitts zur Explosion bringt, nicht aber die Abschnitte größeren Querschnitts. '
2. 2. Elektrisches Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leiter-Brücke (2) aus Drahtstücken dickeren Querschnitts und aus Drahtstücken des gleichen oder eines anderen Materials mit dünnerem Querschnitt zusammengesetzt ist.
3. 3. Elektrisches Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leiter-Brücke (2) aus einem gleichmäßig dünneren Material besteht, das in regelmäßigen Abständen, durch Auftragen von elektrisch leitfähigem Material, vorzugsweise durch Auflöten von gleichem Leiter-Material, verdickt ist.
4. 4. Elektrisches Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche größeren Querschnitts (2 b) jeweils wesentlich kürzer gehalten sind als die Bereiche kleinerer Querschnitte (20).
5. 5. Elektrisches Zündsystem nach einem der iVnsprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leiter-Brücke aus Metallen, besonders in Drahtform, aus leitfähigen Tinten oder nach Art gedruckter Schaltungen aufgebaut ist.
6. 6. Elektrisches Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung des Zündimpulses von der elektrischen Leiter-Brücke (2) auf den Sprengstoffkörper .(1) offene Sprengkapseln (4) zwischengeschaltet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen