DE19546823C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zündschläuchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Zündschläuchen niedriger Energie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Zündung von Sprengladungen im industriellen Bereich, insbesondere im Bergbau, Tunnelbau sowie in Steinbrüchen, wird neben einer elektrischen Zündung eine Zündung mit sogenannten Zündschläuchen angewendet, bei denen die Innenwand eines Schlauchs mit explosiven Stoffen in Pulverform belegt ist. Als Sprengstoff wird beispielsweise TNT verwendet. In solchen Zündschläuchen läuft nach der Zündung an einem Ende eine Stoßwelle sehr hoher Geschwindigkeit zum anderen Ende und trifft dort auf eine Sprengkapsel zur Zündung der eigentlichen Ladung. Die Geschwindigkeit der Stoßwelle beträgt beispielsweise 2000 m/s. Solche Zündschläuche sind beispielsweise in der DE 30 25 703 C2 und der US-PS 3 590 739 beschrieben. Alternativ betreffen DE 37 14 161 A1 eine Zündschnur, welche lose innerhalb eines Schlauches angeordnet ist, DE 35 23 930 A1 ein Schutzverfahren einer Zündschnur durch Ummantelung mit Kunststoff und AT-PS 207 302 ein Verfahren zur Herstellung einer Zündschnur mit einem Kern aus Sprengstoff als reaktivem Element. Jedoch beschreibt keine der genannten Druckschriften ein Verfahren zur einfachen, sicheren und kostengünstigen Herstellung von innenbeschichteten Zündschläuchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders einfaches, sicheres und kostengünstiges Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung solcher Zündschläuche und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben. Die Lösung der Aufgabe ist für das Verfahren in Anspruch 1 und für die Vorrichtung im Anspruch 8 angegeben.

Durch die Innenbeschichtung des Zündschlauches mit dem Sprengstoffpulver direkt hinter dem Extruder läßt sich eine genau dosierbare, gleichmäßige Schicht mit guter Haftung im kontinuierlichen Durchlauf erzielen. Dadurch kann sichergestellt werden, daß die Brenngeschwindigkeit und die Kraft der Stoßwelle und Explosion in engen Grenzen bleibt, so daß auch mit verhältnismäßig niedrigen Energien gearbeitet werden kann, weil die Toleranzen gering sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. So kann vorgesehen sein, daß der Schlauch vor Einbringen des Sprengstoffpulvers auf der Innenfläche mit einer Oberflächenvergrößerung versehen wird. Dazu kann eine Oberflächenveränderung in Form einer Aufrauhung, Rändelung, eines Strichmusters oder dergleichen erfolgen.

Der Schlauch wird zweckmäßig hinter dem Extruder zur Kühlung durch ein Wasserbad geführt und anschließend einer Ziehtrommel mit steuerbarer Ziehkraft zugeführt. In Laufrichtung des Schlauches vor der Ziehtrommel wird zweckmäßig eine Vorrichtung zur Kontrolle des Schlauchdurchmessers vorgesehen. Dann kann durch Einstellung der Ziehkraft ein bestimmter Schlauchdurchmesser eingestellt und konstant gehalten werden.

Zum Schutz des Zündschlauches gegen äußere Einflüsse sowie auch zum Schutz der Umgebung bei Einleiten einer Zündung kann nach der Ziehtrommel ein Schutzschlauch aufextrudiert werden. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, erst später, beispielsweise nach einer Zwischenlagerung, den Schutzschlauch aufzubringen.

Für die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann in Weiterbildung am Ende der Transportschnecke eine Verteilerscheibe zur Aufbringung des Sprengstoffpulvers auf die Schlauchinnenwand vorgesehen sein. Auf den Dosierer wird zweckmäßig ein Vorrats- und Zuführtank für das Sprengstoffpulver vorgesehen, wobei ein Mischer im Tank für eine gute Mischung der Bestandteile des Pulvers sorgt. Eine Aufwickeltrommel für den fertigen Zündschlauch hat mit Vorteil die Form eines Hohlzylinders, der mit einem achsparallelen Schlitz in der Wand des Hohlzylinders zur Einführung des Zündschlauchs versehen ist. Der Schlauch wird dann durch den Schlitz in das Innere des Hohlzylinders eingeführt und dort im Inneren aufgewickelt. Wenn die vorgegebene Länge des Schlauchs erreicht ist, schneidet man ihn ab und kann den Wickel seitlich aus dem Hohlzylinder herausnehmen.

Als Sprengstoff-Pulvergemisch werden bekannte Explosivsubstanzen verwendet, beispielsweise PENTA, RDX, HMX oder TNT, mit gegebenenfalls einem Zusatz von Si- oder Al- Pulver, je nach gewünschter Brenngeschwindigkeit. Bei einem Beispiel beträgt der Anteil von HMX mit einer Korngröße bis 50 µm 93% mit einem Zusatz von Al-Pulver von 6,5% und einem weiteren Zusatz von Aerosil® von 0,5% zur Verbesserung der Fließfähigkeit. Nach dem Mahlen der Mischung wird diese durch ein Sieb mit Sieböffnungen von beispielsweise 40 µm gegeben und bis zum Gebrauch in einem Exsikkator aufgebraucht, um das Pulver trockenzuhalten.

Als Extrudermaterial für den Schlauch verwendet man beispielsweise Granulate von PE, PP, PVC, EVA und Mischungen. Gegebenenfalls können auch andere Kunststoffe verwendet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Extrudierwerkzeug mit einem Dosierer zur Herstellung eines Zündschlauches und

Fig. 2 schematisch eine Gesamtanlage zur Herstellung von Zündschläuchen.

In Fig. 1 ist schematisch ein Extrudierwerkzeug 1 am Ausgang eines nicht dargestellten Extruders gezeigt. Die Pfeile 2 geben die Fließrichtung des verflüssigten Kunststoffs an. Wie dargestellt, bildet sich am Ausgang des Werkzeugs 1 ein Schlauch 3, der sich durch Abziehen bis auf einen vorgegebenen Durchmesser D verjüngt. Durch eine zentrale Bohrung 4 des Werkzeugs 1 führt ein Dosierrohr 5 mit einer im Inneren angeordneten, nur schematisch dargestellten Schnecke 6, die mit Hilfe eines nicht dargestellten Motors mit einer vorgegebenen und gegebenenfalls einstellbaren Drehzahl angetrieben wird. Die Schnecke 6 fördert dosiert das Sprengstoff-Pulvergemisch aus einem lediglich als Trichter dargestellten Vorratstank 20 mit einem Mischer 7. Der Pfeil 8 gibt die Förderrichtung des Sprengstoff-Pulvergemisches an. Am unteren Ende dicht hinter der Mündung des Werkzeugs 1 ist an der Schnecke 6 eine Verteilerscheibe 9 angeordnet, die das von der Schnecke 6 geförderte Pulvergemisch gleichmäßig auf die Innenwand des noch heißen und plastischen Schlauchs 3 verteilt. Dadurch wird eine gute Haftung erzielt. Eine zusätzliche Vorrichtung (nicht dargestellt) am Ausgang des Werkzeugs 1 kann dafür sorgen, daß die Innenwand des Schlauchs 3 aufgerauht oder geriffelt wird. Dadurch erzielt man eine Oberflächenvergrößerung und eine weiter verbesserte Haftung und kann außerdem die Menge des aufgebrachten Pulvers in einem größeren Bereich steuern.

Entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 2 wird der Schlauch 3 nach Verlassen des Extruderwerkzeugs 1 durch einen Wasserbehälter 10 mit einem Zulauf 11 und einem Auslauf 12 geführt. Das Wasservolumen des Behälters 10 beträgt beispielsweise etwa 150 l. Der Schlauch 3 wird über Rollen 13 am Boden des Gefäßes 10 umgelenkt und gelangt dann nach einer weiteren Rolle 14 zu einer Vorrichtung 15, die die Füllung bzw. Schichtdicke des Sprengstoffpulvers im Schlauch 3 bestimmt. Das geschieht auf besonders einfache Weise optisch, wenn der Schlauch 3 transparent ist und die Pulvermischung gegebenenfalls auch fluoreszent mit organischen Farben gefärbt ist. Anschließend gelangt der Schlauch zu einer Vorrichtung 16 zur Messung des Außendurchmessers. Diese Messung kann mechanisch oder optisch erfolgen. Es folgt dann eine Ziehtrommel 17, die den Schlauch einstellbar mit einer gewünschten Kraft bzw. Geschwindigkeit aus dem Extruder abzieht. Mittels einer Regelschaltung (nicht dargestellt), die als Eingangsgröße den Wert des Schlauchdurchmessers von der Vorrichtung 16 erhält, kann durch Einstellung der Abziehkraft für die vorzugsweise mit einem Elektromotor (nicht gezeigt) angetriebene Ziehtrommel dafür gesorgt werden, daß der Schlauch 3 einen bestimmten Außendurchmesser besitzt und beibehält.

Der Zündschlauch 3 kann dann gegebenenfalls mittels eines weiteren Extruders 18 mit einem Schutzschlauch (oder auch mehreren Schutzschläuchen) versehen werden, bevor er von einer Aufwickeltrommel 19 aufgenommen wird. Der fertige Schlauch 3 wird dann an einem Ende mit einem verschweißten oder verklebten Verschluß versehen. Am anderen Ende wird ein Verschluß angebracht, der eine Verbindung mit einem Zünder ermöglicht.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Zündschläuchen niedriger Energie, bei dem ein extrudierter Schlauch (3) aus Kunststoff auf der Innenseite mit einem pulverförmigen Sprengstoff beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprengstoffpulver durch ein Extruderwerkzeug (1) hindurch geführt wird und an dessen Werkzeugmündung unter Beschichtung der Innenseite des aus dem Extruderwerkzeug austretenden Schlauches (3) in diesen eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (3) vor Einbringen des Sprengstoffpulvers auf seiner Innenfläche mit einer Oberflächenvergrößerung versehen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche durch eine Veränderung derselben in Form einer Aufrauhung, Rändelung oder mittels einer Strichmarkierung vergrößert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (3) hinter dem Extruder zur Kühlung durch ein Wasserbad (10) geführt und anschließend einer Ziehtrommel (17) mit steuerbarer Ziehkraft zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ziehtrommel (17) eine Vorrichtung (16) zur Kontrolle des Schlauchdurchmessers angeordnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehkraft so eingestellt wird, daß ein vorbestimmter Durchmesser des Schlauchs (3) erzielt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren Schritt nach der Ziehtrommel (17) ein Schutzschlauch auf den Schlauch (3) extrudiert (18) wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einbringung des Sprengstoffgemisches eine durch das Extruderwerkzeug (1) hindurch führende Dosiervorrichtung (5, 6, 9) vorgesehen ist, die an der Mündung des Extruderwerkzeugs (1) eine Verteilereinrichtung (9) zur Aufbringung des Sprengstoffpulvers auf die Schlauchinnenwand aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtung eine in einem Rohr (5) mit definierter Drehzahl angetriebene Transportschnecke (6) besitzt, wobei am Ende der Transportschnecke (6) eine Verteilerscheibe (9) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Dosierer (5, 6) ein Vorrats- und Zuführtank (20) für das Sprengstoffpulver mit einem Mischer (7) aufgesetzt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Aufwickeltrommel (19) in Form eines Hohlzylinders mit einem achsparallelen Schlitz zur Aufnahme des Zündschlauchs (3) umfaßt.