DE2709037A1 - Schlagwettersicherer treibsatz fuer bolzen-treibkartuschen - Google Patents

Description

OZ: 77018 ( 2721 )

DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln

Schlagwettersicherer Treibsatz für Bolzen-Treibkartuschen Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind schlagwettersichere

Treibsätze für Bolzen-Treibkartuschen. Diese Bolzen-Treibkar- \ tuschen werden in Bolzensetzapparaten eingesetzt. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Treibsätze ist es erstmalig möglich, mit \ Bolzensetzapparaten auch unter Tage im Kohlenbergbau zu arbeiten.

Bolzensetzapparate funktionieren im Prinzip so, daß eine Treibkartusche in einem Patronenlager gezündet wird. Die so freigesetzte Energie treibt einen Schubkolben oder Schubstempel an, der an seiner Vorderseite in einer Aufnahme einen Stahlbolzen befestigt '

i hat. Dieser Bolzen wird dann mit großer Gewalt in Eisen, Beton, Mauerwerk oder andere Baumaterialien getrieben, über eine Entlastungsöffnung wird schließlich der Überdruck der Treibgase freigegeben.

Auf dem Gebiete des Bergbaus in schlagwetterhaltiger Atmosphäre gönnten bisher Bolzensetzgeräte nicht eingesetzt werden. Treibkartuschen für diese Geräte enthalten als Treibsätze entweder

pyrotechnische Gemische oder einen Pulversatz, der im Gerät die

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Energie freisetzt und in Leistung umwandelt. Um diese Leistung zu erbringen, muß die Explosionswärme oder die Verbrennungs nergie des Treibsatzes entsprechend hoch sein; daraus folgt, daß die Explosionstemperatur ebenfalls hoch sein muß. Diese Explosionstemperatur ist aber so hoch,daß regelmäßig die Leistungsfreisetzung mit Flammen- oder Feuererscheinungen gekoppelt ist« Auch wenn die Flammenerscheinung äußerlich nicht zu sehen ist und die Arbeitegase durch Labyrinthführung sich sehr stark bkUhlen, bis sie in die Umgebung austreten, so muß doch bei einem normalen Gerät damit gerechnet werden, daß Schlagwettergase In das Gerät eindringen und es dort schon zu einer Zündung :ommen kann. Ee ist also mit einer Entzündung eines explosions ähigen Gasgemisches zu rechnen.

filt Neigung tu SchlagwetterzUndungen kann durch folgenden Versuch simuliert werden; man schießt eine Treibkartusche außerhalb eines Bolzensetzgerätes mit einem Abschußgerät gegen eine exploeionsfähige Gasatmosphäre, die sich z. B. in einem dünnwandigen Oasballon vor der Kartusche befindet. Diese Gasatmosphäre wird bein Abschuß der bisher bekannten Treibsätze regelmäßig entzündet.

Die Möglichkeiten ,die Treibsätze so zu verbessern, daß ein ZUndungefall nicht mehr eintritt, sind sehr gering. Der zur Verfugung stehende Laderaum in der Kartusche ist begrenzt. Hinzu kommt, daS Zusätze, die Üblicherweise zur HUndungsfeuerdämpfung benützt werden, nicht verwendet werden können, da damit das

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Gerät zu schnell verschmutzt.

Die Herabsetzung der spezifischen Energie des Satzes und damit der Explosionstemperatur entweder durch Änderung der Satzbestandteile oder durch Zumischung energiesenkender Mittel führt nicht zu dem gewünschten Erfolg, da dann die notwendige Leistung nicht mehr erreicht wird, die sich z. B. als dynamische Lebhaftigkeit dp/dt äußert. Dadurch ist es nicht mehr möglich, daß ein schnell ^y max

wirksamer Schub entsteht, der für die Funktion des Gerätes sehr wichtig ist. Eine nur geringfügig verlängerte Brennzeit reduziert nämlich die Beschleunigung des Bolzens bereits so weit, daß dieser nicht mehr in das Baumaterial eingetrieben wird.

Es bestand nun die Aufgabe, die Treibsätze für die Treibkartuschen von Bolzensetzgeräte derart zu verändern, daß unter Beibehaltung ihrer Leistung bei ihrem Abbrand keine Zündung eines Schlagwettergemischs eintritt.

In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun ein Treibsatz für Bolzen-Treibkartuschen auf der Basis von pyrotechnischen, gasliefernden Gemischen gefunden, der nach seiner Zündung ein Schlagwetter-Gemisch nicht zur Zündung bringt. Der Treibsatz ist gekennzeichnet durch einen überzug, der in Radikale zerfallende Polymere und/oder Amide von Dicarbonsäuren Bit 2-4 C-Atomen und/oder Ammoniumoxalat in Mengen von 15-30 Gew. %, bezogen auf den Treibsatz, enthält.

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Unter Polymeren, die in Radikale zerfallen, sollen erfindungsgemäß solche Polymeren verstanden werden, die beim Erhitzen kurzkettige, radikalische Bruchstücke an den Molekülenden abspalten, wie z. B. Polyoxymethylenverbindungen oder die Polymerisationsprodukte der, gegebenenfalls alkylsubstituierten, Acrylsäure oder der Acrylsäureester. Beispiele für diese Verbindungen sind Trioxan, Polyformale, Polyacetale, Polyacrylate oder Polymethacrylate. Die Esterkomponente der Acrylsäureester kann 1-4 C-Atome besitzen, bevorzugt besitzen sie 1 oder 2 •Atome.

Unter den Amiden von Dicarbonsäuren sollen die Amide von Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure oder Äpfelsäure verstanden werden. Das bevorzugte Amid ist das Oxamid.

Der erfindungsgemäße Überzug kann sich sowohl über der gesamten Oberfläche als auch nur Über einem Teil der Oberfläche befinden. Venn nur ein Teil der Oberfläche damit belegt ist, empfiehlt es sich, den Überzug auf die der Bördelung der Kartusche zugewandten Seite aufzubringen.

Zweckmäßigerweise ist der überzug in Form eines zusammenhängenden Films auf der Oberfläche des Treibsatzes. Als Filmbildner können dabei die Polyacrylate oder Polymethacrylate eingesetzt werden. Sie werden zu einem Lack verarbeitet, wobei als Lösungsmittel bevorzugt Aromaten wie Toluol oder die Xylole, Essigester oder Aceton eingesetzt werden. In diesen Acrylharzlack können

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dann ζ. B. noch die Polymethylenverbindungen und/oder die
genannten Säureamide dispergiert werden. J

Wenn der Überzug keine Acrylharze enthalten soll, dann können
die Polyoxymethylenverbindungen und/oder die genannten Säure- ; amide und/oder Oxalate auch in jedem anderen beliebigen Lack
dispergiert oder gelöst werden und auf diese Weise als überzug
auf den Treibsatz aufgebracht werden. Die Treibsätze, die erfindungsgemäß überzogen werden, sind an sich bekannte Treibsätze. Sie sind entweder auf Basis von Nitrocellulose oder von pyro- !

technischen Gemischen aufgebaut. j

Die Nitrocellulose-Treibsätze können ein- oder zweibasige Treibsätze sein. Erstere werden bevorzugt als Nudelpulver eingesetzt,
letztere bevorzugt als gewalzte Kugelpulver. Pyrotechnische Gemische, die als Treibsätze für Bolzensetzgeräte eingesetzt werden, sind beispielsweise in den deutschen Patentschriften
18 06 530, 16 46 313 und 20 04 620 beschrieben.

Das Aufbringen der überzüge auf die Treibsätze erfolgt nach an j

I sich bekannten Verfahren. Die nicht filmbildenden Substanzen ι werden zweckmäßigerweise in einem Lack, bevorzugt in einem Acrylharzlack, dispergiert; anschließend wird dieser Lack auf den
Treibsatz aufgetragen und dann das Lösungsmittel verdampft.
Es ist auch möglich, die beanspruchten Substanzen in einem anderen Bindemittel zu dispergieren und diese Dispersion auf den
Treibsatz aufzubringen. Gegebenenfalls muß auch dann noch das

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Lösungsmittel verdampft werden.

Das Aufbringen der Überzüge kann vor oder nach dem Einbringen des Treibsatzes in eine Kartusche erfolgen. Wenn das Aufbringen auf den in einer Kartusche befindlichen Treibsatz durchgeführt wird, gibt man die Lacksuspension auf die noch freie offene Fläche des Treibsatzes auf und läßt dann das Lösungsmittel verdampfen. Anschließend wird die Kartusche, vie üblich, zugefaltet.

Es ist prinzipiell auch möglich, die erfindungsgemäß behandelten Treibsätze auch ohne Kartusche einzusetzen. In diesem Fall , ist es Jedoch notwendig, den erfindungsgemäßen Überzug über die gesamte Oberfläche des Treibsatzes aufzubringen. '

Die Prüfung der erfindungsgemäßen Treibsätze auf Schlagwetter- Sicherheit erfolgt auf die bereits oben beschriebene Weise. ' Das in dem Ballon befindliche Gasgemisch besteht zu 9 Vol.% aus Methan und zu 91 Vol.tf aus Luft. Ein Luft/Methangemisch dieser Zusammensetzung läßt sich am leichtesten zur Entzündung bringen.

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Aus Polymethylmethyacrylat vom Molgemisch 100.000 wird eine 25 #ige Lösung in Toluol hergestellt. In diese Lösung wird dieselbe Menge feinpulvriges Polyoxymethylen vom Molgewicht 20.000 - 30.000 oder auch Paraformaldehyd eingearbeitet, so daß eine pastenartige, eben noch fließbare Suspension entsteht. Etwa 100 mg dieser Paste, die etwa 50 mg Trockensubstanz entsprechen, werden auf die noch freie Oberfläche von 200 mg einer Treibsatzladung auf Basis von Nitrocellulose aufgebracht, die vorher in eine Kartusche von etv/a 10 mm Länge und einem Durchmesser von etwa 5 mm eingebracht wurde.

Das Lösungsmittel wird anschließend verflüchtigt, bis die Auflage annähernd lösemittelfrei ist; daraufhin wird die Kartusche jgefaltet. Eine derart hergestellte Kartusche entzündet ein explosionsfähiges Gasgemisch nicht mehr. Mit einer auf gleiche Weise hergestellten Kartusche wird mit einem Bolzensetzgerät ein Bolzen einwandfrei in Baumaterial, z. B. Holz, eingetrieben.

Beispiel: ι

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Claims (4)

1. Patentansprüche :

   Schlagwettersicherer Treibsatz für Bolzen-Treibkartuschen auf der Basis von pyrotechnischen, gasliefernden Gemischen, gekennzeichnet durch einen überzug, der in Radikale zerfallende Polymere und/oder Amide von Dicarbonsäuren mit 2-4 C-Atomen und/oder Ammoniumoxalat in Mengen von 15 bis 30 Gew.%, bezogen auf den Treibsatz, enthält.
2. 2) Treibsatz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als in Radikale zerfallende Polymere Polyacrylate und/oder PoIy- oxymethylen-Verbindungen eingesetzt werden.
3. 3) Treibsatz gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch ge kennzeichnet, daß der überzug zusätzlich noch filmbildende Substanzen enthält.
4. 4) Treibsatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der überzug des Treibsatzes auf dem Teil der Oberfläche des Treibsatzes aufgebracht ist, der der Bördelung der Kartusche zugekehrt ist.

   Trolsdorf, den 22. Febr. 1977 Dr. Sk/af

   Β09Θ36/018Θ

   ORIGINAL INSPECTED