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Verfahren zum Anbringen von Stopfen an Zünderdrähten für elek-
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trische Zündmittel und zugehöriger Stopfen Die Erfindung befaßt sich
mit einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
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Sprengzeitziinder, aber beispielsweise auch Sprengn>oientzunder
und Brennzünder, weisen eine zylindrische Hülse aus Kupfer, Messing, Aluminium od.dgl.
auf, in welcher eine elektrische Zür.dpille angeordnet ist. Die beiden ZUnderdrähte
der Zündpille sind durch einen zylindrischen Stopfen aus thermoplastischem Kunststoff
hindurchge-'i führt, der in die Hülse vom einen Ende her eingesetzt und in dieser
durch Anwürgen, Andrucken od.dgl. der Hülsenrand gehalten ist.
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Mit dem Stopfen sind die Zünderdrähte und damit auch die Zündpille
in der Hülse festgelegt. Beim Sprengzeit und Sprengmonentzünder ist die HUlse am
anderen Ende geschlossen, während sie beim Brenn-; Zünder offen ist, um z.B. eine
Sprengkapsel oder eine Pulverzündschnur einführen zu können.
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Der Stopfen, der zum Durchführen und Halten der Zünderdrähte in der
Hülse und bei Sprengzilndern auch zu deren Abdichtung dient, wird an den Zanderdrähten
z.B. dadurch angebracht, daß ein init einem Mittelloch oder zwei außermittigen Lochern
versehener vorge-1 fertigter Stopfen von Hand oder maschinell auf die ZAndererehte
aufgesteckt, der Stopfen mit der Zandpille dann in die Halse eingesetzt und diese
an den Stopfen angewürgt wird. Nachteilig bei diese bekannten Verfahren zum Anbringen
der Stopfen an den Zünderdrähten ist insbesondere, daß das maschinelle Aufstecken
oder Auffädeln der Stopfen auf die Zünderdrähte schwierig und nur
mit
entsprechend großem Aufwand durchführbar ist. Um dieses Aufstecken überhaupt zu
ermöglichen, ist der lichte Querschnitt des wenigstens einen axialen Loches des
Stopfens größer als der Querschnitt des oder der Zünderdrähte, so daß der Stopfen
mit radialeml Spiel auf den Zünderdrähten verschiebbar ist. Durch das AnwUrgen der
Hülse an den Stopfen wird dieser zwar radial zusaininengepreßt und damit auch an
die Zünderdrähte angepreßt jedoch stellt die auf diese Weise erzielte Abdichtung
gegen Wasser, Luftfeuchtigkeit usw. oftmals nicht zufrieden. Weiterhin kann es sich
als nachteilig erweisen, daß die Haftung zwischen den Drähten und dem Stopfen relativ
gering ist, so daß der Stopfen u.U. nicht alle an den Drähten auftretenden Zug-
und Verdrehkräfte aufnehmen kann, diese vielmehr auch auf die Zündpille einwirken
und hier zu Störungen, beispielsweise in der elektrischen Funktion, führen können.
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Nach einem anderen bekannten Verfahren wird der Stopfen dadurch an
den Zünderdrähten angebracht, daß er als Spritzgußteil direkt mit den Zünderdrähten
verbunden wird, indem der thermoplastische Kunststoff um die in das Formwerkzeug
eingelegten Zünderdrähte unmittelbar herumgespritzt wird. Dadurch entfallen die
vcrgenannten Schwierigkeiten beim maschinellen Aufstecken der vorgefertiqten Stopfen.
Weiterhin ist es ohne weiteres möglich, eine einwandfreie dichte und feste Verbindung
zwischen den Zünderdrähten bzw. deren Ummantelung aus thermoplastiscilem Kunststoff
und dem Stopfen zu erreichen, so daß hohe Dichtigkeit und hohe haftung gegen Zug-
und Vcrdrehkräfte sicher gewährleistet sind. Dieses Verfahren hat sich hinsichtlich
des Ergebnisses, d .h. der Funktion des auf den Zünderdrähten angebrachten Stopfens
sehr bewährt.
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Es stellt jedoch insofern noch nicht völliq zufrieden, als wegen der
notwendigen konstanten Wärmezufuhr zu dem thermoplastischen Kunststoffgranulat für
den zu spritzenden Stopfen eine zeitgenaue taktgebundene Arbeitsweise erforderlich
ist. Bei einer Unterbrechung der Produktion kann es daher zu einer Überhitzung und
thermischen Schädigung oder Zerstörung des Granulats kommen. Die Fertigungsgeschwindigkeit
kann infolge der vorgegebenen Mindesttaktzeit nur durch eine Vergrößerung der Anzahl
der Spritzpressen erhöht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebene Verfahren so durchzuführen, daß es auch in einer automatischen Fertigung
der elektrischen Zündmittel bzw.
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der Zünderdrähte mit darauf angebrachtem Stopfen mit möglichst geringem
Aufwand anwendbar ist. Das Verfahren soll also sowohl hinsichtlich des Zusammenführens
von Stopfen und Zünderdrähten möglichst einfach sein als auch in der Fertigungszeit
möglichst variabel sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend dem Kennzeichen des
Anspruches 1 gelöst. Bevorzugt wird der zylindrische Stopfen aus zwei Teilen, insbesondere
zwei Halbschalen, zusammengesetzt.
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Grundsätzlich könnten aber auch z.B. eine Zwei- und eine Eindrittelschale
verwendet werden wie auch ein Zusammensetzen des zylindrischen Stopfens aus mehr
als zwei Teilen möglich ist. Die wenigstens zwei Teile des Stopfens berühren sich
auf einer oder mehreren in Längsrichtung erstreckenden Flächen und schließen zwischen
sich1 die Zünderdrähte ein. Als vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, die Stopfenteile
im Bereich ihrer Berührungsfläche bzw. -flächen mit in Längsrichtung verlaufenden
rillen-, kerben-, nutförmigen od.dgl. Ausnehmungen zur Aufnahme der Zünderdrähte
zu versehen.
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Der lichte Querschnitt dieser Ausnehmungen wird dabei etwas kleiner
als der Querschnitt der elektrisch isolierten Zünderdrähte ge-1 wählt, so daß das
Material des Stopfens unter dem von außen mittels der Schweißvorrichtung aufgebrachten
Anpreßdruck beim Verschweißen durch Ultraschall unter entsprechenden Fließbewegungen
innig gegen die Zünderdrähte bzw. deren Ummantelung gepreßt wird.
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Vorzugsweise wird dabei für jeden Zünderdraht eine separate Ausnehmung
vorgesehen, so daß die Zünderdrähte außermittiq im Stopfen zwischen dessen wenigstens
zwei Teilen eingeschlossen sind.
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Die Berührungsflächen der Stopfenteile können grundsätzlich glatt
ausgebildet werden, so daß die Teile bereits vor dem Verschweißen voliflächig gegeneinander
preßbar sind. Zweckmäßigerweise werden die Berührungsflächen jedoch mit, insbesondere
in Längsrichtung verlaufenden, Stegen, Rippen, Lamellen od.dgl. versehen, deren
Material
beim Ultraschallschweißen bevorzugt aufschmilzt, zwischen
den Berührungsflächen der Stopfenteile unter dem äußeren Anpren druck verteilt wird
und damit in vorteilhafter Weise eine praktisch homogene Verbindung der Stopfen
teile über deren gesamte Berührungsflächen ermöglicht, ohne daß man unerwünscht
viel Energie und Zeit für das Verschweißen aufwenden müßte. Die Stopfenteile werden
z.B. aus PVC hergestellt. Statt dessen könnte aber auch beispielsweise Polypropylen,
Polystyrol, Acryl.Butadien-styrol j oder ein anderer durch Ultraschall verschweißbarer
und die von einem Stopfen für Zünderhülsen geforderten physikalischen und chemischen
Eigenschaften aufweisender thermoplastischer Kunststoff verwendet werden.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also der zylindrische Stopfen
zunächst sozusagen in einzelne, vorzugsweise zwei, Teile zerlegt, die dann wieder
zum vollständigen Stopfen zusammengesetzt und miteinander durch das bekannte Ultraschallschweißen
ver-1 bunden werden. Bei dem Zusammensetzen der zwei oder mehreren vorgefertigten
Teile werden zwischen diesen die Zünderdrähte eingelegt und durch das Anpressen
und Verschweißen der Teile im Stopfen.
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fixiert. Auf diese Weise wird das mechanisch nur schwer durchzufahrende
Aufstecken bzw. Auffädeln des ganzen Stopfens vermieden.
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Das Zusammensetzen der Stopfenteile ist mittels Zuführgeräten bzw.
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Einrichtungen der Schweinvorrichtung, welche die Stopfenteile z.B.
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durch Ansaugen halten, ohne Schwierigkeiten möglich. Der verschweißte
Stopfen ist auch ohne die angewürgte Hülse fest an die Zünderdrähte angepreßt, so
daß diese erfindungsgemäße Verbindung zwischen dem Stopfen und den Zünderdrähten
im allgemeinen bereits hinreichend dicht und fest ist. Bei einer Unterbrechung der
Zündmittelfertigung kommt es zu keinem Wärmestau wie bei den im Spritzverfahren
direkt auf die Zünderdrähte aufgebrachten Stopfen. Ein Abkühlen und damit Verweilen
des geschweißten Stopfens in der Schweißform ist im Unterschied zu dem im Spritzverfahren
hergestellten Stopfen, bei dem eine Mindestverweilzeit aus Gründen der Abkühlung
zur Vermeidung von Nachverformungen nicht unterschritten werden darf, nicht erforderlich.
Die Taktzeit
kann bei einer automatisierten Fertigung nach dem rfindungsgemaßen
Verfahren wesentlich verringert werden.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß man
ohne weiteres die Dichtigkeit und Festigkeit der Verbindung zwischen dem Stopfen
und den Zünderdrähten - falls es im Einzelfall zweckmäßig sein sollte, um auch sehr
hohen diesbezüglichen Anforderungen Rechnung zu tragen - noch weiter erhöhen kann,
indem die Stopfenteile mit der Ummantelung der Zünderdrähte verbunden werden. Für
dieses im Anspruch 2 angegebene thermoplastische Verbinden des Stopfens mit der
Ummantelung ist nur erforderlich, daß die letztere aus einem solchen Material hergestellt
ist, das mit dem Stopfenmaterial durch Ultraschall verschweißbar ist. Be vorzugt
wird die Ummantelung dazu aus dem gleichen Material wie der Stopfen hergestellt.
Durch diese direkte Verschweißung der Stopfenteile untereinander und mit der Isolierung
der Zünderdrähte wird eine sehr hohe Dichtigkeit sowie ein sehr fester Verbund des
Stopfens in sich und gegenüber den Zünderdrähten zuverlässig gewährleistet. Diese
Verbindung ist daher auch unter sehr ur:-günstigen Umweltbedingungen einwandfrei
dicht und schützt die im Hülseninneren befindliche Zündpille des Zündmittels sicher
gegen-Ober Zug- und Verdrehkräften, welche an den außerhalb der Hülse befindlichen
Zünderdrähten angreifen.
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Die Stopfenteile werden vorzugsweise als Halbschalen vorgefertigt
In einer automatisierten Fertigung können sie dann z*B. als Haufwerk vorliegen,
aus dem mittels bekannter Zuführgeräte jeweils zwei Teile entnommen und in die Schweißform
eingelegt, dort mit den Zünderdrähten zusammengebracht und dann verschweißt werden.
Das Zusammenbringen mit den Zilnderdrähten kann beispielsweise' so erfolgen, daß
diese auf die in der Schweißforu liegende untere Halbschale aufgelegt werden und
dann die obere Halbschale darUber gelegt wird oder indem die beiden Halbschalen
von der Seite her an die z.B. senkrecht gehaltenen ZOnderdrähte angesetzt werden.
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Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, die Fertigung gemäß Anspruch 3
durchzuführen. Es werden also beispielsweise zwei Stränge mit dem Querschnitt der
Halbschalen im Extrusionsverfahren aus PVC hergestellt,
der Schweißvorrichtung
zugefÜhrt und in dieser so paarweise abgeschnitten, daß man jeweils zwei Halbschalen
der gew:unschter. Lange erhält Die Halbsch21en werden dann in die Schweiß~ form
eingebracht und - wie vorstehend angegeben - mit den Zünderdrahten verbunden. Das
Abtrennen der Halbschalen vom Strang kann auch erst erfolgen, nachdem die beiden
Stränge in die Schweißform eingeführt sind, so daß das Einlegen der Halbschalen
in die Schweißform entfällt.
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Anstelle zweier oder mehrerer getrennter Stränge, deren Querschnitt
jeweils so ausgebildet ist, daß sie zusammengesetzt den vollständigen zylindrischen
Stopfen ergeben, kann nach Anspruch 4 auch ein einziges Profil extrudiert und der
Schweißvorrichtung zugeführt werden. Dieses Profil ist aus einzelnen Teilsträngen
zusammengesetzt, die untereinander über dünne Zwischenstege verbunden sind und deren
Querschnitt wieder so festgelegt ist, daß sie zusammengesetzt den vollständigen
zylindrischen Stopfen ergeben. Von diesem Profil werden in der Schweißvorrichtung
Abschnitte entsprechend der Stopfenlänge abgeschnitten und die einzelnen Stopfenteile
um die in Längsric1tung verlaufenden Zwischen stege herum zum vollständigen Stopfen
zusammengeklappt, nachdem zuvor die Zünderdrähte eingefÜhrt wurden. Die Zwischenstege
sind so zwischen den Teilsträngen angeordnet, daß sie im zusammengeklappten Zustand
Mantellinien des zylindrischen Stopfens bilden.
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Sie sind gerade so breit und dick ausgebildet, dan sie einerseits
die Teilstränge für die Handhabung des Profils hinreichend sicher verbinden und
andererseits das einwandfreie Zusammenklappen der Stopfenteile mit aneinanderliegenden
Verbindungsflächen ermögli chen. Vorzugsweise wird ein Profil mit zwei Teilsträngen
mit dem Querschnitt der Halbschalen verwendet. In Abänderung dieses Verfahrens kann
weiterhin vorgesehen werden, Profilabschnitte mit wenigstens zwei Uber einen Zwischensteg
verbundene Stopfenteilen vorzufertigen, so daß diese Abschnitte aus einem Haufwerk
entnommen und der Schweißvorrichtung zugeführt werden können.
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Im Anspruch 5 ist ein Stopfen angegeben,'er nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren auf den Zünderdrähten dicht und fest angebracht
worden
ist. Die Zünderdrähte sind zwischen den vorzugsweise zwei Stopfenteilen eingeschlossen,
wobei es sich als günstig erwiesen hat, für die Aufnahme der Zünderdrähte eine rillen-,
kerben-, nutförmige od.dgl. in Längsrichtung verlaufende Ausnehmung vorzusehen,
deren lichter Querschnitt vor dem Verschweißen etwas kleiner als der Querschnitt
der isolierten Zünderdrähte ist. Diese Ausnehmungen können in einem einzigen Stopfenteil
ausgebildet sein, werden vorzugsweise jedoch in den beiden einander Serühren-I den
Stopfenteilen derart ausgebildet, daß die Zünderdrähte nach dem Verschweißen in
beiden Stopfenteilen, insbesondere jeweils etwa zur Hälfte, eingebettet sind.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel gezeigt
und wird anhand dieses nachstehend noch näher erläutert.
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Es zeigen in der Ansicht und in unterschiedlich vergrößertem Maßstab
Fig. 1 Stopfenteile und Zünderdrähte vor dem Verschweißen und Fig. 2 den mit den
Zünderdrähten verbundenen Stopfen.
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Figur 1 zeigt die zwei parallel gerichteten Zünderdrähte 1 mit ihren
elektrisch isolierenden Ummantelungen 2 aus z.B. PVC und die beiden Stopfenteile
3, 4 kurz vor dem Zusammenpressen und Verchweißen, Die Stopfenteile 3, 4 sind gleichfalls
aus PVC her gestellt und als zylindrische Halbschalen gleicher Form und Abmessungen
ausgebildet, die im verschweißten Zustand im Bereich ihrer Berührungsflächen 5,
6 vollflächig miteinander verbunden sind. Von den Berührungsflächen 5, 6 ausgehend
sind die je zwei parallel gerichteten Ausnehmungen 7, 8 vorgesehen, wobei der gemeinsame
lichte Kreisquerschnitt der Ausnehmungen 7 und 8 geringfügig kleiner als der Querschnitt
der Ummantelungen 2 ist. Die Berührungsflächen 5, 6 weisen jeweils die beiden in
Längsrichtung verlaufenden Stege 9, 9' und 10, 10' mit z.B. dreieckigem Querschnitt
sowie eine hierzu korrespondierende Nut 11, 12 auf, in welche beim Zusammenfügen
der beiden Stopfenteile3,14 der Steg 10 bzw. 9 eingreift und dadurch eine gewisse
Ausrichtung der
Stopfenteile 3, 4 gegeneinande' ermöglicht. Unter
der Erwärmung beim Ultraschallschweißen und dem Anpreßdruck werden die Stel plastifiziert
und zwischen den BerJhrungsfla'chen 5, 6 verteilt, so daß diese vollflächig verschweißt
werden. Infolge dieses Zerfließens der Stege können ach ohne weiteres - wie in der
Mitte der Halbschale gezeigt - die Stege 9', 10' zweier Stopfenteile 3, 4 im zusammengesetzten
aber noch nicht verschweißten Zustand aneinanderstoßen. Sofern die Stopfenteile
3, 4 nicht durch E:xtrudieren, sondern z.B. im Spritzverfahren hergestellt werden,
können die Erhebungen bzw. Vertiefungen der Berührungsflächen 5, 6 auch quer zur
Längsrichtung oder geneigt zu dieser vcrlaufen oder beispielsweise auch mehr oder
weniger punktförmig ausgebildet sein. Weiterhin können die Berührungsflächen 5,
6 natürlich auch von vornherein eben ausgebildet werden.
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Figur 2 zeigt den fertig verschweißten Stopfen 13, der fest und dicht
auf den Zünderdrähten 1 angebracht ist. Die Teile 3, 4 des Stopfens 13 sind sowohl
untereinander - wie durch die Scht.eiB~ naht 14 angedeutet - als auch mit den Ummantelungen
2 vollflächig nach dem Ultraschallschweißverfahren verbunden.