DE19742034A1 - Verfahren zur Herstellung eines Zündmittels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zünd- und Anzündmittels gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind Zündmittel bekannt, bei welchen ein Glühdraht einen Initialsprengstoff zündet. Dabei ist der Initialsprengstoff um den Glühdraht herum angeordnet. Bei dem Initialsprengstoff handelt es sich z. B. um Bleiazid oder um Bleistyphnat.

Bei solchen Zündmitteln mit einem einen Glühdraht umgebenden Initialsprengstoff sind die Schwankungen der Zündverzugszeit sehr groß. Das stellt einen Mangel dieser Zündmittel dar.

Solche Schwankungen der Zündverzugszeit werden bei anderen bekannten Zündmitteln reduziert, indem ein Initialsprengstoff auf eine elektrisch leitfähige, dünne Schicht aufgebracht wird. Dabei wird der Initialsprengstoff üblicherweise durch Verpressen auf die besagte elektrisch leitfähige, dünne Schicht aufgebracht. Bei diesen Zündmitteln der zuletzt genannten Art wird die elektrisch leitfähige, dünne Schicht durch elektrischen Strom erhitzt und der aufgepreßte Initialsprengstoff zur Detonation gebracht. Solche Zündmittel weisen den Mangel auf, daß sie gegen statische Entladungen empfindlich sind, so daß ihre Handhabung ein nicht zu vernachlässigendes Sicherheitsrisiko darstellt.

Desweiteren sind Zündmittel bekannt, bei welchen eine Drahtbrücke mit einem Sekundärsprengstoff kombiniert ist. Die Drahtbrücke wird bei diesen bekannten Zündmitteln durch eine hohe Stromstärke bzw. Stromdichte schlagartig verdampft. Durch die schlagartig, d. h. in Sekundenbruchteilen verdampfende Drahtbrücke wirkt auf den Sekundärsprengstoff eine Schockwelle, durch welche der Sekundärsprengstoff detoniert. Ein Initialsprengstoff ist bei diesen Zündmitteln der zuletzt genannten Art nicht erforderlich, was den Vorteil aufweist, daß diese Zündmittel in der Handhabung relativ sicher sind.

Ein Mangel dieser Zündmittel der zuletzt genannten Art besteht jedoch darin, daß für die Detonationseinleitung besondere Zündgeräte erforderlich sind, um die sehr hohen Stromstärken bzw. Stromdichten zum schlagartigen Verdampfen der Drahtbrücke zur Verfügung zu stellen.

Außerdem sind Zündmittel bekannt, bei welchen auf die Kristalle des Initialsprengstoffes während oder nach der Herstellung - aber vor der Laborierung in ein Gehäuse des Zündmittels - ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise in Form von Graphit, aufgebracht wird. Auf diese Weise werden zwischen den Initialsprengstoff- Kristallen elektrisch leitfähige Brücken gebildet, die sich beim Durchfluß elektrischen Stromes erhitzen und den Initialsprengstoff zünden. Solche Initialsprengstoffe weisen den Mangel auf, daß ihre elektrischen Widerstandswerte stark schwanken, was bedeutet, daß ihre Reproduzierbarkeit Wünsche offen läßt. Daraus resultiert eine hohe Ausschußrate dieser Zündmittel.

Bei der Zündung solcher Zündmittel der zuletzt genannten Art fließt durch den Sprengstoff ein elektrische Strom. Dieser Stromfluß bewirkt aufgrund des elektrischen Widerstandes des Sprengstoffes eine Erhitzung desselben bis zur Zündung. Da die elektrischen Durchgangswiderstände bei der Herstellung des Sprengstoffes bzw. des Zündmittels nur unzureichend einstellbar sind, sind diese Zündmittel der zuletzt genannten Art in ihrer Handhabung und im Gebrauch unsicher und mit erheblichen Risiken verbunden. Die Zündverzugszeit solcher Zündmittel ist starken Schwankungen unterworfen. Ein weiterer Mangel derartiger Zündmittel besteht in der Gefahr von ungewollten Explosionen, die durch statische Aufladungen oder durch eingestreute Energien, beispielsweise von Sendern verursacht, im Vergleich zu anderen bekannten Zündmitteln sehr groß ist.

Im allgemeinen verändert sich der elektrische Widerstandswert eines vor seiner Verarbeitung beispielsweise durch Verpressen leitfähig gemachten Sprengstoffes z. B. durch den Abrieb beim Pressen, durch unterschiedliche Kontaktierungen der Sprengstoff-Kristalle, durch schwankende Pressdrücke usw. . Außerdem ist es nicht möglich, bei der Erzeugung der Leitfähigkeit des Initialsprengstoffes eine exakte Aussage über den elektrischen Widerstandswert des fertigen Zündmittels bei dem verarbeiteten, d. h. verpreßten Initialsprengstoff zu machen. Daraus resultiert eine hohe Ausschußrate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Zündmittels der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei die oben erwähnten Mängel auf einfache Weise eliminiert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Zündmittels sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß mit ihm ein Zündmittel realisierbar ist, bei welchem der elektrische Widerstandswert und die erforderliche Zündenergie innerhalb enger Grenzen genau einstellbar sind, woraus eine verbesserte Handhabungssicherheit und eine verbesserte Reproduzierbarkeit der Zündverzugszeit resultiert. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für alle in Zündmitteln eingesetzte Initialsprengstoffe wie beispielsweise Bleiazid, Silberazid, Bleitrizinat, Knallquecksilber, Diazodinitrophenol usw.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein sog. Schichtzündmittel mit einem sog. Spaltzündmittel kombiniert, wobei die Vorteile beider Zündmittel-Arten beibehalten, ihre Nachteile jedoch ausgeschaltet werden. Das wird dadurch erreicht, daß dem Initialsprengstoff eine definierte spezifische Leitfähigkeit und eine definierte Schichtdicke mit reproduzierbarer Leitfähigkeits- Brückenbildung um die einzelnen Kristalle des Initialsprengstoffes herum verliehen wird. Damit die besagten Leitfähigkeits-Brücken reproduzierbar sind und sich nicht ungewollt verändern, wird erfindungsgemäß die elektrische Leitfähigkeit bzw. der elektrische Widerstandswert des Sprengstoffes erst nach dem Verpressen in das Gehäuse des Zündmittels kontrolliert eingestellt. Dem Initialsprengstoff wird also die für eine reproduzierbare Zündung erforderliche leitfähige Komponente, die den passenden vorbestimmten Widerstandswert ergibt, nicht bereits während oder nach der Herstellung der Initialsprengstoff-Kristalle zugesetzt, sondern erst nachdem der Initialsprengstoff in das Gehäuse des Zündmittels laboriert worden ist.

Durch eine spezielle Formgebung des Gehäuses des erfindungsgemäßen Zündmittels, d. h. beispielsweise durch die Ausformung einer Vertiefung im Boden des Gehäuses, sowie durch die Form und die Anordnung des Initialsprengstoff-Presskörpers ist in vorteilhafter Weise nur eine sehr kleine Menge Initalsprengstoff erforderlich. Dadurch werden die Sicherheitsrisiken sowie die Kosten während der Herstellung des Zündmittels wesentlich verringert. Die Kontaktierung des Initialsprengstoffes mit den gegeneinander elektrisch isolierten Anschlußpolen ist durch die im wesentlichen an der Oberfläche des Initialsprengstoffes aufgebrachte elektrisch leitfähige Schicht verbessert. Außerdem ist durch eine geeignete zentrale Anordnung des Initialsprengstoffes und der Anschlußpole der Zündungsort in vorteilhafter Weise reproduzierbarer als bei den bekannten Zündmitteln der oben genannten Art.

Das erfindungsgemäße kombinierte Spalt- und Schicht- Zündmittel wird in der Weise hergestellt, daß ein Initialsprengstoff - falls erforderlich - mit einem geringen Zusatz einer oder mehrerer elektrisch leitfähiger Komponenten versehen wird. Das kann beispielsweise durch Aufdampfen, Aufmischen, chemisches Niederschlagen od. dgl. geschehen. Auf dieses Weise wird die zur elektrischen Galvanisation des Initialsprengstoffes erforderliche elektrische Leitfähigkeit - nach Art einer Bekeimung - erzeugt. Handelt es sich bei dem Initialsprengstoff um einen solchen, der bereits ohne eine derartige Beschichtung elektrisch leitfähig ist, so kann darauf verzichtet werden, den Initialsprengstoff mit dem besagten Zusatz mindestens einer elektrisch leitfähigen Komponente zu versehen.

Der elektrisch leitfähig gemachte oder der elektrisch leitfähige Initialsprengstoff wird in das Gehäuse des Zündmittels gepreßt. Das Gehäuse des Zündmittels ist mit mindestens zwei voneinander beabstandeten und gegeneinander elektrisch isolierten Anschlußpolen versehen. Diese Anschlußpole bilden über flächige Kontakte zum laborierten Initialsprengstoff eine elektrisch leitende Verbindung.

Zur Erzeugung einer gleichmäßig leitfähigen Oberfläche mit einer geeigneten Schichtdicke auf und in dem Initialsprengstoff-Presskörper wird dieser im Bedarfs falle gemeinsam mit der Oberfläche der Anschlußpole galvanisch oder chemisch oder durch Aufdampfen mit einer Metallbeschichtung versehen. Zur chemischen Metallbeschichtung kann beispielsweise eine Silberzyanid-, Silbernitrat- oder eine andere silbersalzhaltige Lösung oder eine andere nietallsalzhaltige Lösung verwendet werden. Durch Aufdampfen ist beispielsweise eine Silber-, Nickel-, Chrom-, Gold- oder eine beliebige andere Metallschicht auf den Presskörper aus dem Initialsprengstoff aufbringbar.

Bei der an sich bekannten galvanischen Abscheidung von Metallen aus einer Lösung scheidet sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung, d. h. durch den daraus resultierenden Strom eine Metallschicht sowohl an der Oberfläche des Presskörpers als auch auf der von der Galvanisierflüssigkeit zugänglichen Oberfläche der einzelnen Kristalle im Presskörper ab. Diese Tatsache kann erfindungsgemäß in der Weise genutzt werden, daß beim Erreichen eines vorgegebenen elektrischen Widerstandswertes oder einer vorher festgelegten Stromstärke eine spezielle Elektronikeinrichtung den Galvanisierstrom abschaltet, was bedeutet, daß die Beschichtung bei dem vorherbestimmten bzw. vorgegebenen elektrischen Widerstandswert abgebrochen wird.

Wie bereits erwähnt worden ist, kann die Beschichtung des Initialsprengstoffes mit Silber, Kupfer,- Chrom, Nickel, Gold oder einem anderen leitfähigen Metall auf chemischem Wege erfolgen. Dabei schlägt sich - meist bei erhöhter Temperatur - aus einer üblicherweise ammoniakalischen zyanidischen Metallsalzlösung auf der Oberfläche des zu beschichtenden Initialsprengstoffes eine Metallschicht nieder. Der auf diese Weise an seiner Oberfläche elektrisch leitfähig gemachte Initialsprengstoff kann dann entweder in das Gehäuse hineinverpreßt und dann galvanisch weiterbeschichtet werden, um entsprechend vergrößerte Schichtdicken zu realisieren. Der Initialsprengstoff kann hierbei jedoch auch als leitfähiger Initialsprengstoff direkt in das Gehäuse hineinverpreßt werden, ohne daß weitere leitfähige Komponenten zum Einsatz gelangen. In jedem Falle ergibt sich eine definierte Zündverzugszeit, weil sich durch die Gleichmäßigkeit und durch die Vollständigkeit der Beschichtung auch nach dem Verpressen des Initialsprengstoffes genau definierte und reproduzierbare Werte der elektrischen Leitfähigkeit einstellen.

Wie ebenfalls bereits erwähnt worden ist, ist die Beschichtung des Initialsprengstoffes durch chemische Niederschlagung eines Metalles auf den bereits in ein Gehäuse verpreßten unbeschichteten Initialsprengstoff möglich, so daß die Beschichtung auf der Oberfläche des Initialsprengstoff-Presskörpers zwischen den Anschlußpolen des Zündmittels eine elektrisch leitfähige Brücke bildet. Dabei ergibt sich eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit, wobei die Schichtdicke über die Reaktionsbedingungen regelbar ist.

Erfindungsgemäß besteht eine weitere Möglichkeit darin, bei dem Zündmittel einen vorbestimmten gewünschten elektrischen Widerstandswert dadurch zu realisieren, daß von der beispielsweise galvanisch aufgebrachten Beschichtung aus z. B. Chrom, Nickel oder Kupfer, welche die Anschlußpole des Zündmittels leitfähig verbindet, Schichtmaterial abgetragen wird, bis der gewünschte elektrische Widerstandswert zwischen den Anschlußpolen des Zündmittels erreicht ist. Dieser Materialabtrag kann beispielsweise durch Errodieren, Ätzen, mittels eines Lasers od. dgl. erfolgen. Durch kontinuierliche Messung des elektrischen Widerstandswertes während des Materialabtrags der Beschichtung ist eine exakte Einstellung des gewünschten Widerstandswertes möglich. Nach dem Erreichen des gewünschten Widerstandswertes wird der Initialsprengstoff, der in diesem Falle nicht selbst leitfähig sein muß, auf die Schicht definierten elektrischen Widerstandswertes aufgepreßt. Auf diese Weise ergibt sich ein Zündmittel, das stets konstante Zündbedingungen besitzt, weil diese durch die Beschaffenheit der leicht herzustellenden elektrisch leitfähigen Schicht bestimmt sind.

Durch die oben beschriebenen Verfahrensweisen sind die Streuungen der Widerstandswerte vergleichsweise gering bzw. die Reproduzierbarkeit des Widerstandswertes und damit der Zündverzugszeit wesentlich besser als bei Zündmitteln, die nach bekannten Verfahren hergestellt worden sind. Dadurch wird auch die Handhabungssicherheit entsprechend erhöht.

Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß hergestellter Zündmittel sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausbildung des Zündmittels in einer Längsschnitt-Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 in einer der Fig. 1 ähnlichen Schnittdarstellung eine zweite Ausbildung des Zündmittels,

Fig. 4 in einer der Fig. 2 ähnlichen Darstellung einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV inFig. 3, und

Fig. 5 eine Ansicht einer weiteren Ausbildung des Zündmittels ähnlich dem in den Fig. 3 und 4 gezeichneten Zündmittel.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausbildung des Zündmittels 10 mit einem Gehäuse 12, durch dessen Boden 14 Anschlußpole 16 in das Innere des Gehäuses 12 hineinragen. Besteht das Gehäuse 12 aus einem elektrisch leitenden Material, dann sind die Anschlußpole 16 gegen das Gehäuse 12 durch elektrische Isolierungen 18 elektrisch isoliert. Auf solche Isolierungen 18 kann verzichtet werden, wenn das Gehäuse 12 aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.

Die beiden Anschlußpole 16 sind an ihren in das Gehäuse 12 hineinragenden Innenenden 20 mit einander zugewandten Aussparungen 22 ausgebildet, die zur Lagerung eines eingepreßten Initialsprengstoffes 24 dienen. Der Initialsprengstoff 24 und die Stirnflächen 26 der Anschlußpole 16 sind mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 28 versehen. Über dem Initialsprengstoff 24 und den Stirnflächen 26 der Anschlußpole 16 ist im Gehäuse 12 eine Aufladung 30 vorgesehen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausbildung des Zündmittels 10, die sich von der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform des Zündmittels 10 insbesondere dadurch unterscheidet, daß das Gehäuse 12 selbst einen Anschlußpol 16 bildet, und daß sich durch den Boden 14 des Gehäuses 12 zentral ein zweiter Anschlußpol 16 in das Gehäuse 12 hineinerstreckt. Der zentrale Anschlußpol 16 ist von dem den zweiten Anschlußpol 16 bildenden, elektrisch leitfähigen Gehäuse 12 durch eine elektrische Isolierung 18 elektrisch isoliert. Mit der Bezugsziffer 24 ist auch hier der Initialsprengstoff bezeichnet, der auf der Stirnfläche 26 des zentralen Anschlußpoles 16 und der auf einer abgestuften Aussparung 22 im Boden 14 des Gehäuses 12 anliegt. Der Initialsprengstoff 24 ist mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 28 bedeckt. Mit der Bezugsziffer 30 ist auch in Fig. 3 eine Aufladung des Zündmittels 10 bezeichnet.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausbildung des Zündmittels 10 ähnlich dem in den Fig. 3 und 4 zeichnerisch dargestellten Zündmittel 10 mit einem Gehäuse 12 aus einem elektrisch leitfähigen Material, das einen Anschlußpol 16 bildet und das mit einem zentralen zweiten Anschlußpol 16 kombiniert ist. Der zentrale Anschlußpol 16 ist vom Gehäuse 12 durch eine elektrische Isolierung 18 elektrisch isoliert.

Während in den Fig. 3 und 4 ein Initialsprengstoff 24 dargestellt ist, der eine im Vergleich zum Gehäuseboden 14 kleine rechteckige Grundflächengestalt besitzt, weist der Initialsprengstoff 24 des Zündmittels 10 gemäß Fig. 5 eine kreisförmige, an den Boden 14 angepaßte Grundflächengestalt auf. Er ist mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 28 versehen, die schraffiert dargestellt ist. Der nicht schraffierte Flächenabschnitt verdeutlicht einen entsprechenden Materialabtrag 32 der elektrisch leitfähigen Beschichtung 28. Dieser Materialabtrag 32 kann durch Errodierung, durch Ätzen, mittels eines Laserstrahles od. dgl. realisiert sein.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Zündmittels mit einem Sprengstoff und mit Kontaktelementen, die mit dem Sprengstoff kontaktiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitfähiger Sprengstoff in ein Gehäuse des Zündmittels laboriert und nach dem Laborieren mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen wird, wobei der Leitfähigkeits- bzw. der Widerstands-Wert des Sprengstoffes kontrolliert eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff mit einem Zusatz mindestens einer elektrisch leitfähigen Komponente versehen wird, um eine zur galvanischen Verstärkung erforderliche elektrische Leitfähigkeit zu erzielen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff durch Aufdampfen, Aufmischen oder chemischen Niederschlag mit dem Zusatz versehen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine kontrolliert eingestellte Leitfähigkeit besitzende Sprengstoff in das Gehäuse gepreßt wird, das mindestens zwei gegeneinander elektrisch isolierte Anschlußpole aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Gehäuse gepreßte Sprengstoff mit einer Metallbeschichtung versehen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Gehäuse gepreßte Sprengstoff gemeinsam mit der zugehörigen Oberfläche der Anschlußpole mit der Metallbeschichtung versehen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbeschichtung galvanisch, chemisch oder durch Aufdampfen hergestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der galavanischen Metallbeschichtung der Galvanisierstrom bei Erreichen eines vorbestimmten Widerstandswertes bzw. einer vorbestimmten Stromstärke mittels eine Elektronikeinrichtung abgeschaltet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähige Beschichtung partiell entfernt wird, um einen vorgegebenen Widerstandswert einzustellen.