DE3500387C2

DE3500387C2 -

Info

Publication number: DE3500387C2
Application number: DE3500387A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: BRITANITE INDUSTRIAS QUIMICAS LTDA CURITIBA PARANA BR
Current assignee: BRITANITE INDUSTRIAS QUIMICAS LTDA CURITIBA PARANA BR
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1985-01-08
Publication date: 1989-07-27
Also published as: GB8500008D0; DE3500387A1; NO843883L; IT8468132A1; ZA85246B; US4660474A; AU575614B2; GB2152643A; CA1265703A; BR8400206A; GB2152643B; SE8405398D0; IT8468132A0; CH670884A5; SE8405398L; IT1180124B; AU3740085A

Description

Die Erfindung geht aus von einer nichtelektrischen Zündvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentan spruches 1.

In dem brasilianischen Patent 81 04 552 ist eine nichtelektrische Zündvorrichtung beschrieben, die aus einem Rohrkörper mit einer zündfähigen Beschich tung auf der Rohrinnenseite besteht. Die Beschich tung erzeugt bei ihrer Zündung keine Gase, bewirkt dabei aber die Entstehung und Weiterleitung einer Stoß- oder Aufschlagwelle mit hoher Geschwindigkeit bei aluminothermischer und heftiger Sauerstoffreak tion. Die Verbrennungsgeschwindigkeit liegt hierbei bei 2500 bis 3500 m/s, wobei als Rohrkörper neben starren nur schwach biegsame Körper verwendbar sind. Da die hohe Verbrennungsgeschwindigkeit nur bei Nichterzeugung von Gasen im Innern des Rohres mög lich ist, ist der in Betracht kommende Verfügungs bereich chemischer Substanzen sehr eingeschränkt. Des weiteren ist nachteilig, daß nur sehr geringe Beträge an aluminothermischem Material an der Rohr innenwandung niedergeschlagen werden können und daß logischerweise nur Rohrwanddicken von weniger als 1 mm optimal sind.

Sowohl bei der Zündvorrichtung nach dem US-Patent 40 41 867 als auch bei derjenigen nach der DE-AS 17 71 851 werden als Rohrinnenbeschichtung zum einen gaserzeugende Explosivstoffe verwendet, die zum ande ren sehr hohe Verbrennungsgeschwindigkeiten von etwa 3000 m/s erzeugen. Bei der Beschichtung nach dieser Auslegeschrift ist außerdem eine außerordentlich hohe Ladungsdichte erforderlich, die sich zusätzlich herstellungsverteuernd auswirkt. Durch die Verwendung von Explosivstoffen ist der Einsatzbereich dieser Zündvorrichtung erheblich eingeschränkt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer nichtelektrischen Zündvorrichtung der einlei tend angeführten Art, die bei wesentlich gesteigerter Sicherheit in der Handhabung und billigerer Herstel lung eines erheblich erweiterten Anwendungsbereich bietet und sich besonders gut als Verzögerungseinheit eignet.

Die Lösung der Aufgabe ist in dem Patentanspruch angegeben.

Die erfindungsgemäße Lösung bringt eine Vereinfachung und überwindet alle erwähnten Nachteile, da sie als Träger für das auf dem Rohr niederzuschlagende Mate rial ein solches Material verwendet, das fähig ist, die Adhäsion der verwendeten Substanzen ohne weiteren Bezug auf das Verhältnis zwischen dem inneren und dem äußeren Durchmesser und ferner ohne Bezug auf Ein schränkungen hinsichtlich der zu verwendenden Substan zen zu erlauben. Nichtsdestoweniger werden aus Sicher heitsgründen nur pyrotechnische Gemische verwendet, da diese eine weit größere Zuverlässigkeit in der Handhabung und bei den Mischungsprozessen zeigen, durch welche eine durchgehende Homogenität des Produktes erhalten wird, ohne daß ein Verlust bei den Kohäsions eigenschaften gegeben ist. Die Erfindung verwendet chemische Substanzen, die allgemein bei pyrotechnischen Gemischen und anderen, nicht so allgemein verwendeten Substanzen verwendet werden, um den Mischungs- und/oder Reaktionsprozeß zu unterstützen, um das letztlich ent stehende Gemisch für die gedachten Zwecke am besten geeignet zu machen und um einen sehr weiten Bereich der benutzbaren Substanzen vorzusehen.

Die Erfindung nutzt die Tatsache aus, daß alle charak teristischen pyrotechnischen Gemische große Hitzebeträge bei ihrer Verbrennungsreaktion erzeugen, um eine Auf schlag- oder Stoßwelle in dem Rohr aufrechtzuerhalten und auszubreiten. Es werden gaserzeugende Substanzen verwendet, um die sich in dem Rohr ausbreitende Zünd welle zu verstärken. Diese Zündwelle selbst kann durch jedes Mittel erzeugt werden, das große Hitze beträge in einer kurzen Zeitspanne erzeugt.

Die gewählten Komponenten durchlaufen zur Erzielung der pyrotechnischen Gemische einen Mischungsprozeß, der zur Erhaltung des Endgemisches und unabhängig von den verwendeten Komponenten zu einem flüssigen, festen oder pastösen Zustand führt, ohne daß ein Verlust an kohäsiven Eigenschaften gegeben ist. Wie sie für Zwecke der Erfindung gewünscht werden. Die Verwendung von pyrotechnischen Gemischen gewährt eine sehr große Variation in der Verbrennungsgeschwindig keit der Zündvorrichtung, da grundsätzlich die Ver brennungsgeschwindigkeit ausschließlich von dem ver wendeten pyrotechnischen Gemisch und der Homogenität des Gemisches abhängig ist. Es werden besonders nie drige Verbrennungsgeschwindigkeiten erzielt, die im Bereich von 500 bis 1210 m/s liegen, so daß sich die Zündvorrichtung besonders als Verzögerungselement eignet, wodurch die Zündvorrichtung einen erheblich erweiterten Anwendungsbereich bietet. Ferner ist die erfindungsgemäß erhaltene Verbrennungsgeschwin digkeit meistens von dem Gemischbetrag unabhängig, der je Innenoberfläche des Rohres verwendet wird, wobei dieser letztgenannte Parameter von fundamen taler Wichtigkeit für die Aufrechterhaltung der Aufschlag- oder Stoßwelle ist; gute Resultate werden mit Ladungswerten des als Träger verwendeten Rohres erhalten, die zwischen 1 × 10^-2 g/cm² und 4 × 10^-5 g/cm² liegen, was einem Niederschlagsbetrag von 0,6 bis 154 mg pro laufendem Rohrmeter mit einem Rohrinnendurch messer von 0,5 mm entspricht. Für das Trägerrohr kann jedes Material verwendet werden, wie z. B. PVC, Latex, Glas und andere Materialien; Probleme in der Aufrecht erhaltung der Aufschlag- oder Stoßwelle treten dabei nicht auf. Hinsichtlich des Innendurchmessers werden ausgezeichnete Werte mit Rohren mit einem Durchmesser von 0,5 mm bis 10 mm erhalten.

Die nachstehend aufgeführten Beispiele dienen zum besseren Verständnis der Erfindung.

Beispiel 1

Es wurde eine Mischung in an sich herkömmlicher Weise vorbereitet, indem zunächst pulverförmiges Aluminium (d = 2,7 g/cm³), Kaliumbichromat (d = 2,69 g/cm³) und Eisenammonsulfat (d = 1,86 g/cm³) miteinander vermischt wurden und dieses pyrotechnische Gemisch wurde dann mit ausreichend Äthylalkohol vermischt, um zwei unterschiedliche Fest-Flüssig-Phasen zu erhalten. Die so erhaltene Mischung wurde bei Raumtemperatur hergestellt, bis etwa 2% des Lösungsmittels verblieb. Die Mischung wurde dann durch Blasen auf das Innere von zwei PVC Rohren niedergeschlagen, wobei das eine einen Innendurchmesser von 3 mm und das andere einen Innendurchmesser von 8 mm hatte.

Jedes Rohr zeigte eine Oberflächendichte von etwa 2,3 × 10^-4 g/cm², die einer Ladungsdichte von 21,7 mg/m und 57,8 mg/m pro Meter des Rohres entsprechen. Beide Rohre wurden mit Sprengkapseln der Nr. 8 gezündet. Es wurden die folgenden Verbrennungs geschwindigkeiten festgestellt: 1000 m/s für das Rohr mit kleinerem Durchmesser und 1020 m/s für das Rohr mit dem größeren Durchmesser.

Beispiel 2

Eine Mischung mit einem pyrotechnischen Gemisch aus pulverförmigen Aluminium und Kaliumbichromat wurde in derselben Weise hergestellt wie bei dem vorer wähnten Beispiel und auf dem Inneren eines PVC-Rohres mit einem Innendurchmesser von 8 mm niedergeschlagen, um eine Ladungsdichte von 6 mg/m aufzuweisen, was nur einem Wert von 2,39 × 10^-5 g/cm² entspricht. Diese so erhaltene Zündvorrichtung wurde gezündet, und sie ermangelte der Fähigkeit, eine Aufschlagwelle auszu breiten.

Beispiel 3

Eine Mischung mit einem pyrotechnischen Gemisch aus Kaliumbichromat, Aluminium und Zucker wurde in Gegen wart von gerade genügendem Azeton hergestellt, um eine gründlich durchmischte Paste zu erzeugen, die dann ausgetrocknet wurde.

Diese pyrotechnische Gesamtmischung wurde auf der Innenseite eines PVC-Rohres mit einem inneren Durch messer von 1,5 mm niedergeschlagen, um an dem Rohr eine Oberflächenladung von 2,1 × 10^-4 g/cm² zu er halten, die einem Wert von 10 mg/m entspricht. Die so hergestellte Zündvorrichtung wurde gezündet mit Hilfe einer Sprengkapsel der Nr. 8, und es wurde eine Verbrennungsgeschwindigkeit von 1200 m/s fest gestellt.

Beispiel 4

Dieselbe Mischung, wie sie vorstehend erwähnt herge stellt wurde, wurde auf der Innenseite eines anderen Rohres mit dem gleichen Durchmesser niedergeschlagen, aber dieses Mal mit einer Ladungsdichte von 3,57 × 10^-4 g/cm², was einem Wert von 17 mg pro linearem Meter des Rohres entspricht.

Die so hergestellte Zündvorrichtung besaß eine Ver brennungsgeschwindigkeit von 1180 m/s.

Beispiel 5

Eine weitere Mischung wurde auf herkömmliche Weise hergestellt, deren pyrotechnisches Gemisch folgende Komponenten enthielt: Bleioxid, Zirkonium, Vanadiumpentoxid, Silikon und amorphes Bor. Diese Mischung wurde in An passung für Zwecke der Erfindung durch aufeinanderfolgende Mischprozesse fertiggestellt, bei denen flüssige, pastöse und feste Medien bzw. Stoffe verwendet wurden, um die gewünschte Kohäsion zu erhalten. Die so hergestellte pyrotechnische Mischung wurde sorgfältig auf der Innenseite eines Polyäthylen-Rohres hoher Dichte und mit einem Innendurchmesser von 2,0 mm niederge schlagen, um so daran mit einer Oberflächenladungs dichte von 2,3 × 10^-4 g/cm² befestigt zu sein, was einem Wert von 14,4 mg/m entspricht. Unter Verwendung von Latexgummi und einer Zündvorrichtung gemäß dem Beispiel 3 wurden die beiden Vorrichtungen miteinander verbunden, um eine neue Zündvorrichtung zu erzeugen, die nun zwei verschiedene Arten von pyrotechnischen Gemischen, zwei verschiedene innere Durchmesser und zwei verschiedene Trägerrohre aufwies.

Die so zusammengesetzte Zündvorrichtung besaß eine Ver brennungsgeschwindigkeit von 820 m/s in der Vorrichtung mit dem Polyäthylen-Trägerkanal hoher Dichte und von 1210 m/s in der Vorrichtung, die nach dem Beispiel 3 hergestellt worden war.

Beispiel 6

Es wurde eine Zündvorrichtung durch Verwendung eines Latexrohres mit einem Innendurchmesser von etwa 1,8 mm als Trägerrohr hergestellt. Als pyrotechnisches Gemisch, das auf der Innenseite niederzuschlagen war, wurde eine Zusammensetzung verwendet, die metallisches Aluminium, Kaliumpermanganat, Bleioxid und Zucker enthielt, welche Anteile angemessen durchmischt und auf der Innenseite des Rohres mit einer Oberflächenladungsdichte von 2 × 10^-4 g/cm² niedergeschlagen wurde, was einer Ladung von 11,3 mg pro Meter des Rohres entsprach. Ein Filament aus einer Nickelchromlegierung mit einem sehr niedrigen ohmschen Widerstand wurde an dem einen Rohrende angebracht. Eine Spannung von 110 Volt, erzeugt durch eine 30-Ampere- Quelle, wurde an das Filament angelegt. Die Spannungs quelle bewirkt bei Betätigung, daß sich die Aufschlag welle innerhalb des Latexrohres in einer solchen Weise ausbreitet, um ein Stück Papier von 80 g/m² zu zerstö ren bzw. zu zerreißen, das an dem anderen Rohrende befestigt war, das dem Ende gegenüberlag, an dem die Auf schlagwelle gezündet wurde.

Beispiel 7

Eine Zündvorrichtung wurde genauso hergestellt, wie es in dem vorstehenden Beispiel beschrieben ist, und dann in drei Abschnitte von etwa einem Meter Länge zerschnitten, wonach die folgenden Experimente ausgeführt wurden. Die Flamme eines Bunsenbrenners wurde auf das eine Ende des ersten Abschnittes gerichtet und die Flamme so ge führt, daß sie sich langsam durch die gesamte Länge der Vorrichtung ausbreiten konnte, ohne daß irgendein An zeichen des Zündens der pyrotechnischen Zusammensetzung auf der Innenseite des Rohres beobachtet werden konnte.

Die zweite Vorrichtung wurde auf die Oberseite einer Stahlplatte gelegt. Ein Gewicht von 2 kg wurde aus einer Höhe von 4 Metern auf einen Teil dieser Vorrich tung fallengelassen, ohne daß irgendetwas festgestellt werden konnte, abgesehen von dem Einbeulen und Brechen der Vorrichtung an den Stellen des Aufschlages durch das Gewicht.

Die dritte Vorrichtung wurde auf die Fähigkeit geprüft, durch eine Sprengkapsel mit weniger als 0,1 g aktiver Ladung gezündet werden zu können.

Beispiel 8

Ein kleiner Betrag des pyrotechnischen Gemisches, das für die Beispiele 4 und 5 benutzt wurde, wurde auf einer kurzen Länge eines ringförmigen Platindrahtes plaziert, wie er allgemein in Laboratorien zur Identifizierung chemischer Elemente durch Flammentests verwendet wird. Wenn das pyrotechnische Gemisch langsam der Flamme eines Bunsenbrenners genähert wurde, entzündete es sich mit einer heftigen Flammenbildung und in Anbetracht des kleinen Betrages des pyrotechnischen Materials, das für den Test verwendet wurde, mit einem relativ starken Geräusch.

Claims

Nichtelektrische Zündvorrichtung zum Initiieren von Spreng stoffen, bestehend aus einem Rohr, dessen Innendurchmesser 0,5 bis 10,0 mm beträgt und auf dessen innerer Oberfläche ein pyrotechnisches Gemisch niedergeschlagen ist, dadurch ge kennzeichnet, daß das pyrotechnische Gemisch ein ohne Ent bindung gasförmiger Reaktionsprodukte reagierendes Gemisch ist, das gaserzeugende Substanzen enthalten kann, und daß die Ladungsdichte des verwendeten Gemisches zwischen 1 × 10^-2 bis 4 × 10^-5 g/cm² beträgt.