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Luft- und wasserdicht gekapselte Zündschnur
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Anvendungsgebiet: Die Erfindung betrifft eine luft- und wasserdicht
gekapselte Zündschnur.
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Zweck: Für die Funktion einer Zündschnur ist ein sicheres und genaues
Abbrennen in der gewünschten Zeit erforderlich. Die Zündschnurseele bestehend aus
Schwarzpulver mit seinen Komponenten darf nicht feucht sein. Darüber hinaus soll
die Zündschnur möglichst lange lagerbeständig, beständig gegen Umwelteinflüsse und
funktionssicher sein. Hierzu gehört auch, daß die Halterung der Zündschnur, wenn
die Zündschnur durch einen Zündschnuranzünder (Spannabzugzünder) gezündet wird,
so sein muß, daß die Zündschnur sicher gehalten wird, und durch den Gasdruck des
Zündhütchens nicht weggeblasen wird. Gleichzeitig muß sichergestellt sein, daß die
Zündschnurseele nicht eingeengt wird, und daß das Schwarzpulver nicht aus der Zündechnurumhüllung
herausrieseln kann.
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Stand der Technik: Zündschnüre sind im Prinzip nach umspannte Schwarzpulverstränge,
die auf eine bestimmte Brennzeit, im allgemeinen 120 sek/m eingestellt sind.
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Die Zündschnüre sind mit verschiedenen Außenmänteln, wie z.B. Gutapercha
oder Kunststoff umhüllt. In diesem Mantel ist eine Schwarzpulverseele eingeschlossen.
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Das Schwarzpulver enthält ca. 65 bis 74 m Kalisalpeter und hat eine
Körnung von 0,25 bis 0,75 mm. Ein Meter Zündschnur enthält etwa 4 bis 5 g Pulver.
Die Zündschnüre, die bisher für militärische und zivile Zwecke vervendet werden,
sind an beiden Seiten offen, d.h. nicht durch entsprechende Dichtungen gegen das
Eindrinqen von Feuchtigkeit geschützt.
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Eine bei der Verwendung von Schwarzpulver, wie es in Zündschnüren
verwendet wird, zu beachtende sehr wichtige Eigenschaft ist, seine Fähigkeit, Feuchtigkeit
aus der Atmosphäre aufzunehmen. Von den drei Schwarzpulverbestandteilen Kalisalpeter,
Holzkohle und Schwefel ist der Salpeter jene Komponente, welche unter bestimmten
Voraussetzungen Feuchtigkeit aufnimmt und die Sprengkraft und die Abbrandzeit des
Schwarzpulvers verringert. Auch die Holzkohle ist vasseraufnahmefähig, jedoch in
weit geringerem Maß als der Salpeter.
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Während sich die Holzkohle je nach Höhe der relativen Luftfeuchtigkeit
auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgrad einpendelt, ohne die Pulvereigenschaften
maßgeblich zu beeinflussen, beginnt der Kalisalpeter bei einer relativen Luftfeuchtigkeit
über 90 % so viel Wasser aus der Luft aufzunehmen, daß er allmählich herausgelöst
wird.
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Diese Erscheinung ist allgemein bekannt.
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Sie ist jedoch bisher vor allem in der Praxis wenig oder kaum beachtet
worden.
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Schwarzpulver wie es bei zivilen und militärischen Zwecken in Zündschnüren
verwendet wird, verliert bei zunehmenden Feuchtigkeitsgraden seine Qualitätsmerkmale,
was vor allem bei der Sprengarbeit zu verminderter Leistung, zu veränderten Brennzeiten
und zu Unglücksfällen führen kann.
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Versuche haben gezeigt, daß die Feuchtigkeit maßgebenden Einfluß auf
das Verhalten des Schwarzpulvers in Zündschnüren besitzt. Besonders wichtig scheint
die Erkenntnis, daß schon geringe Feuchtigkeitsmengen die Qualität des Schwarzpulvers,
vor allem da stark beeinflussen, wo genaue Brennzeiten verlangt werden.
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Im Zuge der Erfindung ist festgestellt worden, daß Schwarzpulver bei
zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt eine Leistungsabnahme, insbesondere im Hinblick
auf Einhaltung der gewünschten Brennzeiten und der Sprengkraft hat.
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Nicht nur bei Sprengarbeiten kann sich ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt
des Schwarzpulvers nachteilig auswirken.
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Wo bestimmte Leistungen und genaue Brennzeiten an Schwarzpulverzündschnüren
gefordert werden, muß das Pulver in einwandfrei trockenem Zustand sein. Deshalb
müssen alle Zündschnüre trockenes Schwarzpulver besitzen.
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Durch die Feuchtigkeitsaufnahme von Schwarzpulver, die auf dem hohen
Gehalt an Kalisalpeter beruht, kommt der richtigen Ummantelung der Zündschnur eine
besondere Bedeutung zu.
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Die heutigen insbesondere für militärische Zwecke verwendeten Zündschnüre
sind mit einer Ummantelung aus Kunststoff, vorzugsweise Polyäthylen versehen Die
Folienstärke des Kunststoffs beträgt 0,2 mm, Da bekanntlich bis zu einer Folienstärke
von 0,15 mm die Kunststoffporen nicht gänzlich geschlossen sind und Wasserdampf
hindurchlassen.
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In umfangreichen Versuchen ist ermittelt worden, daß die Ummantelunn
von Polyäthylen an Zündschnüren mit einer Mindeststärke von 0,2 mm zweckmäßig und
gut ist. Eine Zündgefahr durch elektro-statische Entladung scheidet aus, denn Versuche
haben ergeben, daß die Energie die durch die elektro-statische Entladung im Polyäthylen
aufgespeichert wird, um 2 bis 3 lOer Potenzen gegenüber derjenigen des Entladungsfunkens
kleiner ist, der zur Zündung von Schwarzpulver ausreicht.
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Kritik des Standes der Technik: Dringt Feuchtigkeit oder Wasser in
die Schwarzpulverseele der Zündschnur ein, wird die Zündschnur unbrauchbar. Der
Salpeter in Schwarzpulver nimmt dabei anfänglich nur zögernd Wasser auf. Je größer
jedoch bei längerer Lagerung der Zündschnur in Feuchtigkeit der Feuchtigkeitsgehalt
ist, desto stürmischer wird auch die Wasseraufnahme. Diese Erscheinuno ist wohl
in der grundsätzlichen Verschiedenheit der Wasseraufnahme bei Holzkohle und Kalisalpeter
als Bestandteile des 5chwsrzpulvers zu suchen.
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Bei der Holzkohle findet eine Adsorption an der sehr großen Oberfläche
statt, wobei die Adsorptionskräfte bei ganz trockener Kohle außerordentlich stark
sind. Dies zeigt schon dieT atsache, daß selbst in ganz trockener Luft bei 200C
keine vollständige Trocknung der Kohle erzielt werden kann. Hierzu bedarf es einer
erhöhten T emperatur von 1000 C.
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Je mehr man sich der Sättigungsgrenze der Kohle nähert, um so weniger
stark sind die Anziehungskräfte der Kohlenoberfläche und um so langsamer erfolgt
die Adsorption, Kalisalpeter nimmt bei 200C unter 93,6 0 relativer Luftfeuchtigkeit
praktisch überhaupt kein Wasser auf. Ist die Luft jedoch feuchter, so wird die über
93,6 °Ó hinausgehende Wassermenge sofort von dem Kalisalpeter unter Bildung einer
gesättigten Lösung aufgenommen. Dieser Vorgang hält an, bis der gesamte Kalisalpeter
in eine gesättigte Lösung verwandelt ist.
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Hinsichtlich der Wasseraufnahme des aus Schwefel und Holzkohle bestehenden
Binärsatzes ist im Rahmen der Erfindung festgestellt worden, daß die ermittelten
Werte bei den verschiedenen Versuchszeiten derart zwischen dem Schwefel und der
Holzkohle liegen, wie es seiner prozentualen Zusammensetzung entspricht.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß im Rahmen der Erfindung ermittelt
worden ist, daß offene nicht abgedichtete Zündschnüre im wesentlichen nicht anbrennen,
eine Phlegmatisierung der Pulverseele eintritt und die Brennzeiten stark verändert
werden.
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Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine luft- und
wasserdicht gekapselte Zündschnur in beliebiger Länge zu schaffen, wo ein Eindringen
von Feuchtigkeit, auch unter extremen Bedingungen mit Sicherheit verhindert wird,
und wo die Zündschnur durch die luft- und wasserdichte Gestaltung langjährig lagerbeständig
und funktionssicher ist und die heutigen militäriechen Forderungen erfüllt. Die
gewünschte F - « Funktion in Bezug auf langjährige Lagerung, auf sicheres Anbrennen
und Abbrennen der Zündschnur muß auch dann gewährleistet sein, wenn die Zündschnur
in extremer Feuchtigkeit gelagert wird, unabhängig ob die luft- und wasserdicht
gekapselte Zündschnur in eine Zünder angebracht ist, oder unabhängig von einem Zünder
lager-t Lösung2 Die Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß über den Enden
der Zündschnur eine dünnwandige Dichtungskappe und ein Dichtungsschlauch angeordnet
sind und die dünnwandige Dichtungskappe an der Anzündseite so ausgebildet ist, daß
sie von der Zündflamme des Anzündmittels mit Sicherheit durchstoßen wird.
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Die Dichtungskappe ist an der Anzündseite so ausgebildet, daß die
Zündenergie des Zündmittels, beispielsweise das Zündhütchen, in einem Zündachnuranzünder
ausreichend stark ist, die Anzündwand der Dichtungskappe zu durchstoßen und die
Zündschnur zum Anzünden und zum Abbrennen zu bringen. Das Ende der Zündschnur, das
meistenteils zur Zündung einer Sprengkapsel benötigt wird, kann ebenfalls mit einem
dünnwandigen Dichtungsschlauch in Verbindung mit der Sprengkapsel abgedichtet werden.
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Erzielbare Vorteile: Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß durch die luft- und wasserdichte Kapselung der Zündschnur
ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Pulverseele der Zündschnur verhindert wird,
das Schwarzpulver trocken bleibt, die Zündschnur unabhängig von Umwelteinflüssen
ist und die Funktionssicherheit und Lagerbeständigkeit der Zündschnur quantitativ
und reproduzierbar erhalten bleibt.
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Da die Anzündseite der Dichtungskappe durchstoßen wird, ist auch
eine einwandfreie Entgasung der Zündschnur gewährleistet.
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Außerdem können zwischen Zündschnur und dem inneren Boden der Dichtungskappe
zusätzliche wasser- und temperaturunempfindliche brennbare Anzündmittel, z.B. Bor-Aluminium-Kaliumnitrat,
Nitrozellulose, brennbare Kunststoffmischungen oder andere Nitratverbindungen angeordnet
werden, die nach dem Abbrennen die Zündschnur in Brand setzen..
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Da die Anzündseite der Dichtungskappe durchstoßen wird, und wenn
eine brennbare Masse als zisätzliches Anzündmittel oder Dichtungsteil verwendet
wird, dieselbe vollkommen abbrennt, ist auch eine einwandfreie Entgasung der Zündschnur
gewährleistet. Die Zündschnurgase können durch die durchgestoßene Öffnung der Anzündseite
der Dichtungskappe ungehindert nach oben entweichen.
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Durch die-evtl. Verwendung einer brennbaren Masse, die als Zündverstärker
oder als Dichtungsteil über der Zündschnur angeordnet ist, wird neben einer absolut
sicheren Zündung auch ein wasserdichter Abschluß der Zündschnur erreicht.
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Mit der Erfindung wird mit Sicherheit eine Einschnürung oder eine
Ausrieselung der Zündachnurseele vermieden, da der Dichtungaschlauch sehr dünnwandig
ist, und bei Temperaturwechseln und Klimatesten dadurch keine Einschnürung der Zündschnur
bewirken kann.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele: Die Ausführungsbeispiele der
Erfindung sind auf der Zeichnung dargestellt und werden in folgendem näher beschrieben:
Es zeigt Fig. 1 Querschnitt durch eine luft- und wasserdicht gekapselte Zündschnur
mit Dichtungskappe, Dichtungsschlauch und Distanzring.
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Fig. 2 Querschnitt durch eine Zündschnur mit Dichtungskappe und Distanzabsatz.
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Fig. 3 querschnitt durch eine Zündschnur mit Dichtungskappe, Dichtungsschlauch
und eingelegter Druck-und Dichtungsscheibe.
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Fig. 4 Querschnitt durch eine Zündschnur mit offener Dichtungskappe,
eingepreßter brennbarer Masse.
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Fig. 5 Querschnitt durch eine Dichtungskappe mit Dichtunqsschlauch
und zwischen Zündschnur und Dichtunqskappe angeordneter brennbarer Masse.
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Im Zuge der Erfindung bieten sich gemäß den auch auf der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen mehrere Möqlichkeiten zur luft- und wasserdichten
Kapselung einer Zündschnur an.
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Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind alle billig und einfach
herstellbar.
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Die Kapselung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus der Dichtungskappe
1, dem Distanzring 2, der Zündschnur 7, dem Dichtungsschlauch 12. Im Innern der
Zündschnur ist die Pulverseele 3. Mit 5 ist die Anwürgung der Dichtungskappe an
die Zündschnur angegeben. Die Dichtungskappe 1 hat an der Anzündseite einen dünnwandigen
eingedrückten Boden 4.
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Die Ausführung nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen der Ausführung
gem. Fig. 1 mit dem Unterschied, daß der Distanzrinq der bei der Ausführung nach
Fig. 1 lose eingelegt ist, bei Fig. 2 aus einem Stück mit der Dichtungskappe 1 besteht.
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Die Ausführung nach Fig. 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckring
9, ein Dichtring 10 und eine Folie 11 in der Dichtungskappe 1 angeordnet sind, wobei
der Druckring 9 mit der Dichtungskappe 1 gegenseitig verbördelt ist und so der Dichtring
10 und die Folie 11 festgehalten wird.
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Die Ausführung nach Fig. 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungskappe
1 in Form eines Rohres ausgebildet ist und in dem Rohrende eine leicht brennbare
Masse 13 mittels Preßsitz oder einer anderen Befestigungsart angeordnet ist.
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Damit die brennbare Masse leichter anbrennen kann, ist die Oberfläche
der brennbaren Masse mit Riefen, Spitzen oder sonstigen Vertiefungen 14 ausgebildet.
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Die Ausführung nach Fig. 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Innenboden der Dichtungskappe 1 und dem Ende der Zündschnur eine brennbare Masse
15 angeordnet ist.
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Der freie Raum zwischen der Innenseite der Dichtungskappe und der
Zündschnur wird dazu benötigt, daß die Anzündflamme des Zündhütchens nach dem Durchstoßen
des Bodens der Dichtungskappe ungehindert die Pulverseele der Zündschnur in Brand
setzen kann.
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Die Bodenstärke der Dichtungskappe muß auf jeden Fall so ausgebildet
werden, daß sie mit Sicherheit von der Zündenergie des Anzündmittels durchstoßen
wird. Die Zündenergie beispielsweise die Zündflarme des Zündhütchens und die Bodenstärke
der Dichtungskappe muß in entsprechender Relation stehen. Ebenfalls muß der freie
Raum zwischen Innenseite der Dichtungskappe und der Zündschnur so ausgebildet sein,
daß ein einwandfreies Zündan der Zündschnur und ein Entgasen derselben gewährleistet
ist.
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Durch die dargestellte und beschriebene F ormgebung der einzelnen
Dichtunqsarten für die Abkapselung einer luft- und wasserdichten Zündschnur ist
gewährleistet, daß die Zündschnur unabhängig von Umwelteinflüssen auf lange Zeit
funktionssicher und lagerbeständig ist.
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Darüber hinaus wird eine Einschnürung oder eine Ausrieselung der Zündschnurseele
vermieden und trotzdem eine sichere Halterung untar dem Zündschnuranzünder erreicht.
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Darüber hinaus ist die Abkapselung der Zündschnur mit einfachen Mitteln
zu bewerkatelligen.
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