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Elektrisches Zündmittel mit explodierendem Brückendraht
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Die Erfindung befaßt sich mit einem elektrischen Zündmittel der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
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Die elektrischen Zündmittel mit explodierendem Brückendraht werden
insbesondere dazu benutzt, um direkt Sekundärsprengstoffe wie Nitropenta (Pentaerythrittetranitrat),
Hexogen (Trimethylentrinitrainin), Tetryl (Trinitrophenylmethylnitramln) od.dgl.
zu initiieren. Bevorzugt verwendet wird dabei Nitropenta, da zu dessen Initiierung
eine vergleichsweise geringe elektrische Zündenergie erforderlich ist. Sofern es
sich im Einzelfall als vorteilhaft erweisen sollte, können diese Zündmittel aber
grundsätzlich auch dazu benutzt werden, zuerst einen Initialsprengstoffsatz aus
beispielsweise Blei- oder Silberazid zu initiieren, der dann seinerseits eine nachgeordneten
Satz aus Sekundärsprengstoff auslöst.
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Diese Zündmittel weisen zwei lamellen-, steg-, drahtförmige od. dgl.
elektrische Zuleitungen auf, die mittels eines elektrisch lichtleitenden Teiles,
beispielsweise einem Steg aus Kunststoff, im definierten Abstand voneinander gehalten
sind. Am Jeweils vorderen Ende der beiden Zuleitungen' ist der Brückendraht aus
elektrisch leitfähigem Material befestigt, vorzugsweise angeschweißt, und stellt
die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Zuleitungen her. Der wirksame,
d.h. der für die Inititerung des umgebenden Sprengstoffsatzes maßgebende Teil des
rUckendrahtes ist der zwischen den beiden Zuleitungen befindliche Abschnitt, der
geradlinig ausgebildet ist. Sofern ein elektrischer Strom ausreichend großer Energie
durch den Brückendraht Fließt, wird dieser Abschnitt explosionsartig verdampft.
Die Folge
davon sind Stoßwellen, die von jedem Punkt dieses Abschnittes
ausgehen und sich quer oder radial zum ursprünglichen geraden Brückendraht ausbreiten.
Diese Stoßwellen bewirken die direkte Initiierung des den Brückendraht umgebenden
Sekundärsprengstoffs.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei diesen Zündmitteln eine
Verminderung der für die Auslösung erforderlichen elektrischen Energie zu erreichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung des Brückendrahtes
entsprechend dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die aufeinander zu fortschreitenden
und unter einem mehr oder weniger großen Winkel von sich gegenüberliegenden Seiten
aufeinander treffenden Stoßwellen kommt es in dem Uberlagerungsbereich der Wellenfronten
zu einer Stoßwellenverstärkung und damit zu der Verbesserung der Initiierung, welche
die erfindungsgemäß angestrebte Verminderung der für eine einwandfreie Initiierung
erforderlichen elektrischen Zündenergie ermöglichen.
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Dieser Effekt der Stoßwellenverstärkung durch teilweise Uberlagerung
der vom explodierenden Brückendraht seitlich ausgehenden Stoßwellenkann z.B. mittels
eines Bri>ckendrahtes erreicht werden, dessen wirksamer Teil abgewinkelt, z.B.
keilförmig ausgebildet ist, wobei die beiden Schenkel ungleich lang sein können.
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Bevorzugt wird gemäß Anspruch 2 jedoch eine zumindest im wesentlichen
symmetrische Ausbildung des wirksamen Teils, da mit dieser wenigstens annähernd
V-förmigen Ausbildung ein größerer Überlagerungseffekt und damit eine noch größere
Stoßwellenverstärkung erreicht wird.
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Statt dessen kann der Brückendraht aber auch einsinnig gekrümmt ausgebildet
werden. Einsinnig gekrümmt heißt, daß sich der Krümmungsradius zwar entlang des
wirksamen Teiles des Brückendrahtes ändern kann, nicht Jedoch das Vorzeichen der
Krümmung.
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Als besonders vorteilhaft hat sich hier gemäß Anspruch 3 die Ausbildung
mit einem zumindest annähernd konstanten KrUmmungsradius erwiesen, die zu einem
noch besseren Ergebnis hinsichtlich der Verminderung der Zündenergie' führt als
die abgewinkelte
Ausbildung des Brückendrahtes.
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Die Erfindung ermöglicht darüber hinaus in vorteilhafter Weise ferner
auch eine gleichmäßigere Zündung, d.h. eine Verminderung der Streuungen der Initiierungszeit.
Eine möglichst gleichmäßige Zündung ist dann von Bedeutung, wenn eine ausgedehntere
Sprengladung, beispielsweise eine solche sehr großer Fläche, an mehreren Stellen
möglichst gleichmäßig gezündet werden soll.
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Dabei wird je nach den Erfordernissen des Einzelfalles verlangt, daß
die Streuungen in der Initiierungszeit einer Vielzahl von Zündelementen, beispielsweise
-20 oder mehr, geringer als z.B.
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+ 0,1 bis 0,2 es sind. Diesem Erfordernis kann erfindungsgemäß durch
eine Anordnung gemäß Anspruch 4 in vorteilhafter Weise Rechnung getragen werden.
Diese Anordnung des Brückendrahtes setzt die Richtung der Stoßwellenverstärkung
in Relation zur gewollten Detonationsrichtung des Sprengstoffsatzes und zwar so,
daß die Stoßwellenverstärkung in die gleiche Richtung wirkt wie die geforderte Ausbreitungsrichtung
der Detonationsfront im Sprengstoff. Der wirksame Teil des Brückendrahtes wird dazu
erfindungsgemäß entgegengesetzt zur gewollten Ausbreitungsrichtung der Detonationsfront
im Sprengstoff abgewinkelt oder gekrümmt angeordnet.
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Das erfindungsgemäße Zündmittel wird vorzugsweise in eine Ubliche
Kapsel der bekannten Momentzünder eingesetzt, kann aber auch ohne Kapsel, d.h. anderweitig
verwendet werden. Sofern es in eine Kapsel eingesetzt wird, erweist es sich im Hinblick
auf eine Verringerung der Streuung der lnitiierungszeit als vorteilhaft, das erfindungsgemäße
ZUndmittelnicht im Abstand von dem in der Kapsel befindlichen weiteren Sekundärsprengstoffsatz
anzuordnen, sondern gemäß Anspruch 5 direkt in diesen einzubetten, so daß das Zündmittel
zumindest im Bereich seines Sekundärsprengstoffsatzes von weiterem lockeren pulverförmigen
Sekundärsprengstoff der Kapsel umgeben ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in Ausführungsbeispielen gezeigt
und wird anhand dieser nachstehend noch näher erläutert.
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Es zeigen jeweils im Längsschnitt Figuren 1 bis 3 verschiedene Varianten
des Zündmittels in unterschiedlicher Vergrößerung und Figur 4 einen Momentzünder
mit erfindungsgemäßem Zündmittel.
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Das in Figur 1 in sehr stark vergrößertem Maßstab gezeigte Zündmittel
weist die beiden lamellenartigen elektrischen Zuleitungen 1 und 2 aus z.B. nichtrostendem
Stahl auf, die mittels des Steges 3 aus beispielsweise PVC oder Polyäthylen in definiertem
Abstand voneinander gehalten sind. Im Bereich des vorderen Endes der Zuleitungen
1 und 2 ist der Brückendraht 4 aus elektrisch leitendem Material mit diesen verschweißt
und zusätzlich noch durch Umfalten des vorderen Endes der Zuleitungen 1 und 2 um
die Kanten 5 und 6 eingeklemmt. Der Brückendraht 4 ist in seinem wirksamen Teil
zwischen den beiden Zuleitungen 1 und 2 V-förmig ausgebildet und so angeordnet,
daß seine Spitze 7 zum Steg 3 hin weist.
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Die bei der Auslösung des Zündmittels vom explodierenden Brückendraht
4 ausgehenden Stoßwellen, die sich radial nach den Seiten fortpflanzen, sind in
der Schnittebene durch die Pfeile A, A' bzw.
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B, B' angedeutet. Die Stoßwellen B und B' sind aufgrund der besonderen
geometrischen Form des wirksamen Teils des Brückendrahtes 4 aufeinander zu gerichtet
und treffen im Bereich des Pfeiles C aufeinander. In diesem Bereich erfolgt die
Überlagerung der Stoßwellen B, B' mit dem erfindungsgemäßen Verstärkungseffekt,
der die gewollte Verminderung der aufzuwendenden elektrischen Zündenergie ermöglicht.
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Der Umriß des den Brückendraht 4 umgebenden Sekundärsprengstoffsatzes,
vorzugsweise aus Nitropenta einer Korngröße kleiner als etwa 70 u mit wenigen Prozent
Nitrocellulose als Bindemittel, ist durch die Linie 8 angedeutet. Die Detonationsfront
soll sich in dem Sprengstoffsatz 8 in Richtung des Pfeiles D fortpflanzen
wie
es bei der Figur 4 dann näher erläutert ist. Die Stoßwellen B, B', die für den Verstärkungseffekt
verantwortlich sind, weisen also auch eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung
des Pfeiles D auf, was sich als vorteilhaft bezüglich der Verringerung der Initiierungsstreuungen
erweist. Dadurch wird z.B. eine im Bereich der Spitze 7 des Brückendrahtes 4 im
Einzelfall möglicherweise ausgelöste Initiierung bedeutungslos, d.h. hat keinen
Einfluß auf die tatsächliche Initiierungszeit. Der Brückendraht 4 ist hier entgegengesetzt
zum Pfeil D abgewinkelt angeordnet.
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Figur 2 zeigt ein Zündmittel, bei dem der Brückendraht 4 umgekehrt
abgewinkelt als in Figur 1 ist, so daß die Stoßwellenverstärkung gemäß Pfeil C umgekehrt,
d.h. zum Steg 3 hin gerichtet ist. Wenn hier die Detonationsfront im Sprengstoffsatz
8 sich ebenso wie in Figur 1 gemäß dem Pfeil D fortpflanzen soll, so kann es vorkommen,
daß eine im Einzelfall durch Fertigungstoleranzen bedingte Initiierung, die an der
Spitze 7 eingeleitet wird, eine schnellere Umsetzung des Sprengstoffs 8 bewirkt,
d.h.
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die Detonationsfront den Punkt 9 des Satzes 8 eher erreicht, als wenn
die Initiierung durch den Stoßwelleneffekt gemäß Pfeil C erfolgt, da in diesem Falle
die Entfernung zum Punkt 9 größer ist als zwischen diesem und der Spitze 7. Diese
Anordnung sollte also dann nicht gewählt werden, wenn bei einem gewollten Fortschreiten
der Detonationsfront gemäß dem Pfeil D sehr kleine Streuungen eingehalten werden
sollen. Der Vorteil bezüglich der Verminderung der Zündenergie ist aber auch hier
gegeben. Im Gegensatz dazu ist diese Anordnung jedoch auch bezüglich der Streuung
vorteilhaft, wenn - begründet in besonderen Umständen des Einzelfalles - sich die
Detonationsfront im Sprengstoffsatz 8 entsprechend dem Pfeil E fortpflanzen soll.
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In Figur 3 ist die besonders bevorzugte Ausbildung des Brückendrahtes
4 als Kreisbogenabschnitt gezeigt. Die Stoßwellen sind wieder durch die Pfeile A,
A' bzw. B, B' und die Verstärkungszone durch den Pfeil C angedeutet. Sofern die
Detonationsfront im Sprengstoffsatz 8 gemäß dem Pfeil D fortschreiten soll, was
bevorzugt der Fall ist, hat man neben der verminderten Zündenergie
auch
hier die verminderte Streuung. Der wirksame Teil des Brückendrahtes 4 ist dabei
entgegengesetzt zu der durch den Pfeil D angegebenen Richtung gekrümmt. Soll dagegen
die Detonationsfront gemäß dem Pfeil E fortschreiten, kann es zu größeren Streuungen
bezüglich der Initiierungszeit kommen als bei dem Fall gemäß Pfeil D.
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Figur 4 zeigt schließlich einen Momentzünder mit der zylindrischen
Kapsel 10 aus beispielsweise Kupfer, in die zuunterst ein Satz 11 aus Nitropenta
eingepreßt ist, auf den lockeres Nitropentapulver 12 aufgebracht und in dieses das
erfindungsgemäße Zündmittel mit dem Sprengstoffsatz 8 eingebettet ist. Das Fortschreiten
der gewollten Detonationsfront ist hier durch den Pfeil D angedeutet. Die beiden
Zuleitungen 1 und 2 sind durch den angewürgten Verschlußstopfen 13 aus beispielsweise
PVC nach außen geführt und ermöglichen die Verbindung mit einer nicht gezeigten
elektrischen Energiequelle. | l Als Material für den Briickendraht 4 kann Konstantan,
Nickel, Wolfram, Gold od.dgl. verwendet werden. Bevorzugt benutzt werden Chrom-Nickel-Drähte.
Der Durchmesser des BrUckendrahtes kann zwischen etwa 10 und 100 betragen. Bevorzugt
werden Werte zwischen 40 und 60 . Die Länge des wirksamen Teiles des Brückendrahtes
4 beträgt in der Regel zwischen etwa 0,5 und 3 mm.
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Bevorzugt werden Längen von etwa 1,2 bis 1,5 mm. Der zwischen den
beiden Schenkeln eines abgewinkelten Brückendrahtes eingeschlossene Winkel beträgt
vorzugsweise zwischen etwa 70 und 1400, während der Krümmungsradius insbesondere
zwischen etwa 1/s (Halbkreis) und 1 1 beträgt, wobei 1 die vorgenannte Länge des
wirksamen Teiles des Brückendrahtes ist. Die kleineren Wertet des Krümmungsradius
werden bevorzugt angewendet.