DE3714161A1 - Zuendschnur - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zündschnur sowie eine Vorrich
tung zur Herstellung einer Zündschnur.
Explosive Zündschnüre mit hoher Reißfestigkeit sowie
Zündschnüre mit geringer Reißfestigkeit sind binnen kurzer
Zeit durch Energieübertragungsvorrichtungen bzw. -elemente
abgelöst worden, die keine oder nur noch eine sehr geringe
Zerbrechlichkeit besitzen. Diese Signalübertragungsvor
richtungen oder -elemente haben den Vorteil erhöhter
Sicherheit und geringerer Geräuschentwicklung, so daß
diese insbesondere für Sprengungen in der Nähe von bewohn
ten Gegenden einsetzbar sind. Ein derartiges Signalüber
tragungselement ist z.B. in der US-PS 42 90 366 beschrie
ben. Eine andere Zündvorrichtung ist in der US-PS 35 90 739
beschrieben.
Ein Nachteil der Zündschnur, die in einer Signalübertra
gungsvorrichtung gemäß US-PS 42 90 366 benutzt wird,
besteht darin, daß die Zündschnur, die das reaktive Element
lose enthält, in Längsrichtung um eine wesentliche Länge
verformt werden kann. Demgegenüber besitzt das reaktive
Element innerhalb der Zündschnur nur eine geringe Elastizi
tät. Als Folge davon kann der Schlauch der Zündschnur
in einem Bohrloch, welches insbesondere mit Sprengstoff
gefüllt ist, über eine beträchtliche Länge gedehnt werden,
während sich das im Schlauch der Zündschnur enthaltene
reaktive Element sich nicht so stark dehnt. Als Folge
davon wird die am Ende der Zündschnur angeschlossene
Sprengkapsel vom Ende des in der Zündschnur enthaltenen
reaktiven Elementes getrennt. Somit kann zwischen dem
Ende des reaktiven Elementes und dem gegenüberliegenden
Ende der Sprengkapsel ein Spalt bzw. eine Unterbrechung
entstehen. Demnach ist die Betriebssicherheit der bekann
ten Zündschnur nicht sehr hoch, da wegen des beschriebenen
Fehlers die Zündung der Sprengkapsel häufig nicht erfolgen
kann.
Dieses Problem des Dehnens und Brechens von Zündschnüren,
wie sie in einer Vorrichtung gemäß US-PS 35 90 739 benutzt
werden, soll gemäß der US-PS 44 93 261 dadurch gelöst
werden, daß in der Zündschnur mehrere Stoff-Fasern zwi
schen einem inneren Schlauch und einem äußeren Schlauch
angeordnet sind, so daß der äußere Schlauch die Stoffasern
und den inneren Schlauch umgibt. Diese Anordnung hat
den Nachteil, daß sie sehr komplex ist, mehrere Extrusions
schritte erfordert und ebenfalls Schwierigkeiten darin
aufweist, daß zwischen dem inneren und dem äußeren Schlauch
keine befriedigende Klebeverbindung erreicht wird, wenn
die Fasern dazwischen geklebt sind. Wegen der benötigten
Anzahl von zwei oder mehreren Extrusionsschritten ist
die Herstellung derartiger Zündschnüre außerdem nicht
sehr effektiv.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Zünd
schnur, die nicht zerbrechlich ist und in einem einzigen
Arbeitsgang herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten
Merkmale gelöst.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung
zur Herstellung von Zündschnüren in einem Arbeitsgang
zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die im unabhängigen Vorrichtungs
anspruch 25 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Demnach werden erfindungsgemäß eine Zündschnur und eine
Vorrichtung zur Herstellung einer derartigen Zündschnur
geschaffen, wobei die Zündschnur im Extrusionsverfahren
hergestellt wird und dabei in dieser ein oder mehrere
Verstärkungsfäden angeordnet werden. Auf diese Weise
ist die Herstellung ökonomisch und man erreicht zugleich
eine gute Klebeverbindung zwischen den Verstärkungsfäden
und der Schlauchwandung. Ferner kann die Dicke der Wandung
minimal sein, wobei Durchschläge (blow outs) durch die
Schlauchwandung aufgrund der Reaktion des reaktiven Fadens
wegen der selektiven Anordnung der Fäden in der Schlauch
wandung verhindert werden. Mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist die Zündschnur nur in einem einzigen
Verfahrensschritt herstellbar, wodurch hohe Produktions
raten erreicht werden können.
Diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß die Zündschnur
eine Wandung aufweist, die aus Kunststoff mit einer niedri
gen Streckgrenze besteht und einen Schlauch bildet, in
dessen Innenbohrung ein oder mehrere dehnungsarme, reißfe
ste Verstärkungsfäden enthalten sind, die eine Längsverfor
mung der gesamten Zündschnur verhindern. Die Verstärkungs
fäden werden dabei während eines einzigen Extrusionsschrit
tes in der Zündschnur angeordnet. Vorzugsweise können
die Verstärkungsfäden parallel zur Längsachse der Zünd
schnur verlaufen. Dabei können die Fäden in einem Abstand
von der Innenfläche der Wandung angeordnet sein, welcher
höchstens das 0,2-fache der Dicke der Wandung beträgt.
Zur Herstellung einer derartigen Zündschnur weist die
erfindungsgemäße Vorrichtung eine Extrusionsdüse auf,
mit der die Verstärkungsfäden in die Wandung der Zündschnur
während der Extrusion eingeführt werden. Die Extrusions
düse weist eine zylindrische Umfangswand auf, deren Vor
derende sich zur Längsachse der Extrusionsdüse verjüngt.
Das Vorderende der Extrusionsdüse bildet zugleich eine
Außenfläche für den Fließkanal des Extrudats, wenn die
Extrusionsdüse innerhalb der Extrusionsmatrize angeordnet
ist. Innerhalb des Vorderendes der Extrusionsdüse ist
eine Durchführung zur Einbettung des reaktiven Elementes
in der Zündschnur vorgesehen. Die sich verjüngenden Wände
des Vorderendes bilden die eine Seite des Fließkanals,
durch den das Extrudat geleitet wird, und enthalten einen
oder mehrere Durchführkanäle, wodurch die Verstärkungsfäden
an bestimmten Stellen in der Wandung der Zündschnur einge
bettet werden. In einer bevorzugten Ausführung beste
hen die Durchführkanäle aus Röhrchen, die sich durch
die Wand der Extrusionsdüse erstrecken und darin durch
Haltemittel an bestimmten Stellen fixiert werden. Auf
diese Weise kann die Anordnung der Verstärkungsfäden
in der extrudierten Wandung der Zündschnur variiert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnun
gen dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 perspektivisch das abgeschnittene Ende einer
Zündschnur;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur
Herstellung der Zündschnur von Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform
einer Zündschnur; und
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform
einer Zündschnur.
Obwohl die Zündschnur 10 eine beliebige Form haben kann,
sollte sie vorzugsweise im Querschnitt kreisförmig sein,
wie Fig. 1 zeigt. In der Zündschnur 10 ist ein reaktives
Element 14 enthalten, das aus einem reaktiven Material
bestehen kann, wie es in der US-PS 42 90 366 beschrieben
ist. Das reaktive Element 14 kann aber auch aus anderen
bekannten Stoffen bestehen. Die Wandung 12 der Zündschnur
10 besteht aus relativ flexiblem, polymerem Material.
Dabei ist mit "flexibel" die Biegefähigkeit der Zündschnur
10 in Längsrichtung gemeint. Beispielsweise können als
geeignete Stoffe für die Wandung 12 Polyethylen, Polypro
pylen, Polypropylen-Copolymer-Polyvinylchlorid, Polybuty
len, Ionomere, Nylon oder deren Kombinationen verwendet
werden. Vorzugsweise sollte der verwendete Kunststoff
während der normalen Betriebstemperaturen flexibel blei
ben, welche normalerweise im Bereich von etwa -40 bis
+66°C liegen. Außerdem sollte der verwendete Kunststoff
so beschaffen sein, daß er bei einer Temperatur fließfähig
wird und extrudierbar ist, welche geringer als die Tempera
tur ist, bei der das reaktive Element 14 sich auflöst
oder reagiert.
Der Außendurchmesser der Zündschnur 10 beträgt vorzugsweise
etwa 0,30 bis 0,38 cm und der Innendurchmesser etwa 0,013
cm. Der für die Praxis bedeutende Bereich für den Außen
durchmesser liegt etwa zwischen 0,015 und 0,76 cm und
der für die Praxis bedeutende Bereich für den Innendurch
messer etwa zwischen 0,05 und 0,038 cm. Die Zündschnur
kann gegebenenfalls aber auch größere Abmessungen besitzen.
Bei der Wahl des Außendurchmessers, des Innendurchmessers
und des Materials für die Zündschnur 10 sollte auf jeden
Fall die Energie berücksichtigt werden, die das reaktive
Element 14 während seiner Reaktion abgeben wird, so daß
die längliche Zündschnur 10 mit einer Wandung 12 von
ausreichender Stärke beschaffen sein sollte, um eine
Zerstörung zu verhindern. Auf diese Weise kann eine zufäl
lige Zündung anderer Sprengvorrichtungen, die sich in
unmittelbarer Nähe von der Energieübertragungsvorrichtung
befinden, ausgeschlossen werden. Ebenfalls wird in ähn
licher Weise eine Zerstörung oder Beschädigung der Umgebung
vermieden.
Innerhalb der Wandung 12 sind Verstärkungsfäden 16 einge
bettet (von denen in Fig. 1 einer in Phantomlinien
skizziert dargestellt ist). In der Zündschnur 10 gemäß
Fig. 1 sind zwei Verstärkungsfäden 16 vorgesehen. Dennoch
kann auch nur ein Verstärkungsfaden oder können auch
mehr als zwei Verstärkungsfäden verwendet werden. Vorzugs
weise sollten jedoch zwei Verstärkungsfäden benutzt werden.
Bei Verwendung von mehr als einem Verstärkungsfaden sollten
diese in gleichem Abstand zueinander in der Zündschnur
verteilt angeordnet werden. Die Verstärkungsfäden werden
während der Extrusion der Wandung 12 in einem einzigen
Arbeitsschritt in die Wandung 12 eingelagert.
Die Verstärkungsfäden 16 bestehen aus Fadenmaterial von
hoher Reißfestigkeit und geringen Dehnungseigenschaften.
Vorzugsweise sollte ein nicht leitendes Material verwendet
werden. Die am meisten bevorzugten Stoffe für die Fäden
sind Textilfasern mit einer Reißfestigkeit im Bereich
von etwa 14 060 bis 52 725 kp/cm2 (20 000 bis 750 000 p.s.i.)
und mit einer Reißdehnung von 1,5 bis 4%. Beispielsweise
können als bevorzugte Materialien Glasfasern, Aramid
und Kohlenstoff verwendet werden. Ein aus diesen Stoffen
bestehender Verstärkungsfaden 16 sollte einen Durchmesser
von etwa 0,002 bis 0,076 cm, eine Reißfestigkeit bei
einer Belastung von etwa 4,54 bis 34 kp (10 bis 75 pounds)
und eine Reißdehnung von etwa 2 bis 5 % besitzen. Weniger
bevorzugt, jedoch in einigen Fällen nützlich, sind Fäden,
die aus Textilfasern mit einer Reißfestigkeit im Bereich
von etwa 6327 bis 14 060 kp/cm2 (90 000 bis 200 000 p.s.i.)
und einer Reißdehnung von etwa 5 bis 15% bestehen. Als
Beispiel hierzu seien Stoffe wie Polyester, Nylon und
Kunstseide (Rayon) genannt. Die Verstärkungsfäden können
als Monofilament oder Multifilament ausgebildet oder
auch gesponnen sein. Ebenfalls kann der Verstärkungsfaden
aus einer Kombination geeigneter Stoffe bestehen. Auf
jeden Fall darf sich das Material des Verstärkungsfadens
nicht bei Temperaturen zersetzen, die bei der Extrusion
der Wandung 12 herrschen und im allgemeinen im Bereich
von etwa 177°C bis 232°C liegen. Das für die beschriebene
Zündschnur 10 verwendete reaktive Element 14 zersetzt
sich oder reagiert gewöhnlich bei etwa 316°C. Deshalb
liegt der oben angegebene Temperaturbereich für die Extru
sion der Wandung im sicheren Bereich. Die Verstärkungsfä
den sollen ihre guten Reißeigenschaften über den beabsich
tigten Arbeitstemperaturbereich von -40°C bis +66°C auf
rechterhalten. Sie sollen dabei vorzugsweise auch über
diesen Temperaturbereich flexibel bleiben.
Ein länglicher Kunststoffschlauch, der keine Verstärkungs
fäden enthält und einen Außendurchmesser von 0,38 cm
und einen Innendurchmesser von 0,013 cm besitzt und aus
LLDPE (linear low density polyethylen) besteht, weist
im allgemeinen eine Fließgrenze bei einer Dehnung von
etwa 20% unter eine Belastung von etwa 4,54 kg (10 pounds)
auf und reißt bei einer Dehnung von mehreren 100%.
Die Fließgrenze ist der Mindestwert für die Zugspannung,
unter der ein Material plastisch verformt wird, wobei
das Material unterhalb dieses Wertes elastisch ist und
oberhalb dieses Wertes plastisch wird. Zum Vergleich:.
Ein Schlauch aus demselben Material und mit denselben
Abmessungen dürfte in Verbindung mit Verstärkungsfäden
16 typischerweise bei einer Dehnung von 2 bis 3′% und
in Abhängigkeit von der Anzahl, Größe und der Art der
verwendeten Verstärkungsfäden 16 bei einer Zerreißkraft
von 13,6 kp oder stärker zerreißen. Vorzugsweise sollten
die Verstärkungsfäden bei Überlast brechen, wobei die
auf diese Weise plötzlich auftretenden Kräfte, welche
im Bereich des zerbrochenen Verstärkungsfadens auf die
Wandung 12 der Zündschnur wirken, diese zusammenschnüren
und damit dem Benutzer sichtbar machen, daß die Zündschnur
nicht länger benutzt werden kann. Der Benutzer kann dann
einfach den beschädigten Bereich der Zündschnur heraus
schneiden und die übrigen Abschnitte weiter benutzen
oder andere entsprechende Maßnahmen treffen.
Die Verstärkungsfäden können, wie bereits erwähnt, aus
jedem flexiblen, zerreißfesten und dehnungsarmen Material
bestehen. Vorzugsweise sollte nicht leitendes Material
verwendet werden. Als geeignete Stoffe kommen beispielswei
se Glasfasern und Kunstseide (Rayon) in Frage.
Die Zündschnur wird mit bekannten Extrusionsverfahren
unter Verwendung einer Extrusionsdüse hergestellt. Das
Kunststoffmaterial zur Bildung der Wandung 12 wird auf
die gewünschte Temperatur erhitzt, so daß es fließfähig
und extrudierbar wird. Von der Schmelzkammer wird dann
der Kunststoff in eine Extrusionsvorrichtung gedrückt.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt und enthalten im
allgemeinen einen Rahmen, der eine Extrusionsdüse und
eine Extrusionsmatrize trägt. Der Rahmen, die Extrusions
düse und die Extrusionsmatrize sind so zueinander ange
ordnet, daß ein Fließkanal gebildet wird, durch den das
Extrudat zwischen die Extrusionsdüse und die Extrusions
matrize gedrückt wird, um die Zündschnur in der gewünschten
Form herzustellen. Die auf diese Weise hergestellte Zünd
schnur tritt aus der Extrusionsdüse aus und wird anschlie
ßend mit Wasser abgekühlt, damit sich das Extrudat verfe
stigt.
Wie im folgenden beschrieben wird, wird während der Her
stellung der Zündschnur in einem einzigen Arbeitsschritt
gleichzeitig auch der Verstärkungsfaden 16 in der Wandung
12 angeordnet. Dies wird mit Hilfe eines Röhrchens er
reicht, das sich durch die Extrusionsdüse erstreckt und
einen Durchführkanal bildet.
Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine derartige Vorrichtung
mit einer Extrusionsdüse 20, die zusammen mit einer Extru
sionsmatrize 24 auf einem Rahmen 22 befestigt ist, um
einen Fließkanal 26 zur Durchleitung des Extrudats zu
bilden. Das Extrudat wird von der Schmelzkammer durch
die Einlaßöffnungen 27 in den Fließkanal 26 eingeleitet,
wie durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet. Die Extrusions
düse 20 besitzt eine zylindrische Wandung 28, die sich
an ihrem Vorderende 30 zur Längsachse 32 der Extrusionsdü
se 20 hin verjüngt, wodurch eine Durchführung 34 geschaf
fen wird, durch das das reaktive Element 14 in die gleich
zeitig geformte Zündschnur eingeführt wird, welche in
Fig. 2 in Phantomlinien dargestellt und mit dem Bezugszei
chen 36 versehen ist. Die Extrusionsdüse 20 weist eben
falls zwei Durchführkanäle 38 auf, die durch Röhrchen
40 gebildet und in Löchern in der Extrusionsdüse 22 einge
setzt sind. Die Röhrchen 40 bilden auf diese Weise eine
Durchführung von der Innenbohrung 47 der Extrusionsdüse
20 durch deren Wandung 28 und treten an deren Außenfläche
42 aus, die die eine Seite des Fließkanals 26 für das
Extrudat bildet. Die Röhrchen 40 sind durch geeignete
Haltemittel wie z. B. Schrauben 44 befestigt. Die Röhrchen
40 erstrecken sich durch die Wandung 28 der Extrusionsdüse
20, um deren Innenbohrung mit deren Außenfläche 42 zu
verbinden, die die eine Seite des Fließkanals 26 für das
Extrudat bildet. Diese Durchführungen für die Verstärkungs
fäden 16 können auch durch Bohrlöcher in der Extrusionsdü
se 20 gebildet werden. Der Durchmesser des Röhrchens
40 ist dabei so groß, daß die Durchführung eines Verstär
kungsfadens 16 in Abhängigkeit von dessen Durchmesser
möglich ist, jedoch klein genug, um einen Rückfluß des
Extrudats in die Innenbohrung 47 der Extrusionsdüse 20
zu verhindern. Die Extrusionsdüse 20 kann aus gewöhnlichem
Material wie Stahl oder Edelstahl bestehen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, bestehen also die Durchführkanäle
38 aus kleinen Röhrchen 40, die einstellbar positioniert
werden können. Wenn die Schraube 44 gelöst wird, kann
die Lage des Röhrchens 40 verändert werden. Auf diese
Weise ist die Anordnung der Verstärkungsfäden 16 in der
Wandung 12 der Zündschnur 10 variabel. Wenn sich das
Röhrchen 40 mit seinem Ende relativ weit in den Fließkanal
26 und damit von der Außenfläche 42 der Extrusionsdüse
20 weg erstreckt, wird der Verstärkungsfaden 16 dichter
zur Außenfläche der Zündschnur 10 hin angeordnet. Wenn
das Röhrchen 40 mit seinem Ende dichter an die Außen
fläche 42 verschoben wird, werden die Verstärkungsfäden
16 dichter zur Innenfläche der Wandung 12 hin angeordnet.
Zur Veränderung der Position der Röhrchen 40 können auch
andere Mittel vorgesehen werden. Auf jeden Fall ist es
mit der Extrusionsdüse 20 möglich, die Verstärkungsfäden
14 an verschiedenen Stellen innerhalb der Wandung 12
zu plazieren. Der Vorteil eines verstellbaren Durchführ
kanals 38 für die Verstärkungsfäden mittels eines Röhr
chens 40 besteht darin, daß eine einfache Variation in
der Anordnung der Verstärkungsfäden 14 innerhalb der
Wandung 12 möglich ist. Die einzelnen Röhrchen 40 können
dabei unabhängig voneinander in ihrer Lage variiert werden.
Fig. 1 zeigt auch die Querschnittsfläche der Zündschnur
10, wobei mit "t" die Nenndicke der Wandung 12 bezeichnet
ist. Ferner ist der Abstand zwischen der Innenfläche
60 der Zündschnur 10 und dem Mittelpunkt 62 des Verstär
kungsfadens 16 in radialer Richtung ist mit "x" und der
Abstand vom Mittelpunkt 62 des Verstärkungsfadens 16
zur Außenfläche 64 der Wandung 12 mit "y" bezeichnet.
Vorzugsweise sollte x höchstens 20% der Wanddicke t
betragen. Dies hat zwei Vorteile. Zum einen liegt der
Verstärkungsfaden 16 ziemlich dicht an der Innenbohrung
der Zündschnur 10, wodurch die Außenfläche der Wandung
12 nur minimal deformiert wird und somit im Querschnitt
relativ kreisförmig bleibt. Ein relativ kreisförmiger
Querschnitt erlaubt nämlich einen erhöhten wasserdichten
Abschluß, wenn eine Sprengkapsel an dem einen Ende der
Zündschnur angeschlossen wird. Der zweite Vorteil besteht
darin, daß man ein relativ dickes und kohärentes Segment
in der Wandung 12 entsprechend dem Maß "y" erhält. Dies
ist wichtig, um die Wandung 12 vor dem Zerreißen während
der Reaktion des reaktiven Elementes 14 zu bewahren,
wobei gleichzeitig die Dicke der Wandung 12 minimal gehal
ten werden kann.
Die Gefahr einer Zerstörung der Zündschnur 10 kann eben
falls dadurch vermindert werden, daß die Verstärkungs
fäden 14 nahe der Außenfläche der Zündschnur 10 angeordnet
werden, wobei y höchstens 20% der Dicke t der Wandung
ist. Dennoch sollte eine derartige Anordnung nicht bevor
zugt werden, da auf diese Weise der Querschnitt der Außen
fläche 64 der Zündschnur in eine elliptische Form verän
dert wird, wie Fig. 3 zeigt. Eine derartige elliptische
Form ist weniger wünschenswert, da dann ein zuverlässiger
wasserdichter Abschluß wesentlich schwieriger zu erreichen
ist, wenn eine Sprengkapsel an dem Ende der Zündschnur
angeschlossen wird.
Die Anordnung der Verstärkungsfäden 16 näher an der Innen
fläche 60 der Zündschnur kann dagegen den kreisförmigen
Querschnitt der Innenfläche störend beeinflussen, wie
Fig. 4 zeigt, ohne daß jedoch nachteilige Wirkungen
auf die Funktion der Zündschnur auftreten. Demgegenüber
bewirkt ein kreisförmiger Querschnitt der Außenfläche
64 der Zündschnur 10 eine gute Abdichtung bei Anschluß
an eine Sprengkapsel. Beispielsweise kann der Nenn-Außen
durchmesser der Zündschnur mit dicht an der Außenfläche
liegenden Verstärkungsfäden 0,38 cm mit einem Variations
bereich von 0,36 bis 0,41 cm betragen. Demgegenüber kann
eine Zündschnur mit dicht an der Innenfläche liegenden
Verstärkungsfäden einen Nenn-Außendurchmesser von 0,38
cm mit einem Variationsbereich von 0,376 bis 0,386 cm
besitzen.
Im allgemeinen kann der Durchmesser der Verstärkungsfäden
14 zwischen 0,002 und 0,76 cm liegen. Die Stärke der
Verstärkungsfäden 14 kann in Abhängigkeit von der Dicke
der Wandung 12, ihrer Anordnung darin und der zu tolerie
renden Variation des Außendurchmessers variieren. Für
eine gute Verklebung zwischen dem Kunststoff der Wandung
12 und dem Verstärkungsfaden sollte die Dicke der Wandung
12 um 0,025 cm größer als der Durchmesser des verwendeten
Verstärkungsfadens sein. Für eine ausreichende Reißfestig
keit sollte die Dicke der Wandung 12 das Doppelte oder
Dreifache des Durchmessers des Verstärkungsfadens 14
betragen. Bei einer sehr dicken Wandung 12 ist aber die
Anordnung der Verstärkungsfäden 16 weniger kritisch.
Bei ansteigender Dicke der Wandung 12 und gleichbleibender
Reißfestigkeit des reaktiven Elementes 14 kann die An
ordnung der Verstärkungsfäden 16 stärker variiert werden,
ohne die Form der Zündschnur zu verändern. Beispielsweise
reißt in vielen Fällen die Wandung bei einer Dicke von
0,38 cm nach Zündung des reaktiven Elementes 14, wenn
der Verstärkungsfaden 16 in der Mitte der Wandung 12
lag. Wenn demgegenüber der Verstärkungsfaden dichter
an der Innenfläche 60 mit x 0,2 + angeordnet wurde,
riß die Zündschnur nicht, sofern das reaktive Element
14 dieselbe Reißfestigkeit besaß.
Der Verstärkungsfaden wird vorzugsweise etwa parallel
zur Längsachse der Zündschnur angeordnet. Obwohl auch
eine leichte Spiralform gewählt werden kann, ist diese
weniger empfehlenswert, da sie vor dem Bruch des Verstär
kungsfadens eine größere Dehnung der Zündschnur verur
sacht, als wenn der Verstärkungsfaden parallel zur Längs
achse der Zündschnur verläuft.
Es ist wichtig, eine gute Klebeverbindung zwischen dem
Verstärkungsfaden und der Wandung der Zündschnur zu erhal
ten. Auf diese Weise wird ein Verrutschen der Wandung
gegenüber den Verstärkungsfäden und somit eine Dehnung
der Zündschnur vermieden. Eine gute Verklebung wird im
allgemeinen durch Einsatz eines Bindemittels erreicht.
Dazu kann ein herkömmliches Bindemittel verwendet werden,
welches sich für eine gute Verklebung zwischen dem Mate
rial der Zündschnur und dem Material des Verstärkungsfa
dens eignet.
Das Bindemittel kann auf zwei Arten aufgetragen werden.
In der einen Weise wird der Verstärkungsfaden vor seiner
Extrusion in das die Wandung der Zündschnur formende
Material mit dem Bindemittel beschichtet. Wenn beispiels
weise die Wandung 12 aus Polyethylen (z. B. LLDPE) und
der Verstärkungsfaden aus Glasfasern besteht, sollte
das Bindemittel ein mit Polyesterharz verbindbarer Stoff
(Polyester Resin Compatible Finish) sein, der auf die
Glasfasern aufgetragen wird, welche anschließend innerhalb
der Wandung 12 extrudiert wird. Ein anderes Verfahren
besteht darin, das Bindemittel mit dem für die Herstellung
der Wandung verwendeten Kunststoff zu vermischen und
anschließend diese Mischung zu extrudieren, um die Wandung
12 der Zündschnur zu formen. Wenn beispielsweise die
Wandung 12 der Zündschnur aus Polyethylen und der Verstär
kungsfaden aus Glasfasern besteht, sollte das Bindemittel,
nämlich ein Titanat, zum Polyethylen hinzugegeben werden,
wenn es geschmolzen ist, bevor die Zündschnur mit der
Glasfaser in der Wandung extrudiert wird.
Der Verstärkungsfaden kann aus einer einzigen Faser wie
ein Monofilament oder aus einer Gruppe verdrehter Fasern
bestehen, wodurch ein Multifilament oder ein gesponnenes
Garn gebildet wird. Aus verdrehten Fasern gebildete Fäden
bilden eine rauhe Oberfläche, wodurch die Verbindung
des Fadens mit dem Material der Wandung 12 wegen der
größeren Oberfläche verbessert werden kann.
Durch folgende Beispiele soll die Erfindung noch näher
erläutert werden.
In diesem Beispiel wurde Polyethylen auf eine Temperatur
von etwa 182°C erhitzt und ohne Einlagerung eines Verstär
kungsfadens extrudiert, so daß eine Zündschnur mit einem
Nenn-Außendurchmesser von 0,38 cm und einem Nenn-Innendurch
messer von 0,013 cm und einer Nenn-Wandungsdicke von
0,013 cm hergestellt wurde. Diese Zündschnur wurde an
schließend einer in Längsrichtung wirkenden Zugspannung
von 9,03 kp unterworfen. Die Zündschnur zeigte dabei
unter dieser Zugbelastung ihre Streckgrenze bei etwa
15% Dehnung und riß bei einer Dehnung größer als 600%.
In diesem Beispiel wurde eine erfindungsgemäße Zündschnur
hergestellt, indem dasselbe Material wie in Beispiel
1 extrudiert wurde, jedoch zwei Verstärkungsfäden in
die Wandung eingebettet wurden, wobei die Dicke der Wandung
t = 0,13 cm und x = 0,025 cm betrug. Diese Zündschnur
dehnte sich bei einer Zugbelastung von 9,03 kp nur um
1% und riß bei einer Zugbelastung von 17,2 kp und einer
Dehnung von 4%.
Um die Wichtigkeit der Anordnung der Faser in der Wandung
der Zündschnur zu demonstrieren, wurden Zündschnüre mit
einer Nenndicke der Wandung von 0,109 cm hergestellt,
wobei der Verstärkungsfaden an einer Stelle mit x = 0,025,
0,051 und 0,76 cm angeordnet wurde. Die Zündschnüre ent
hielten ein reaktives Element mit einer Reißfestigkeit,
wie in der US-PS 42 90 366 beschrieben. Das reaktive
Element bestand aus einem Nitrozellulose- und einem Poly
esterfaden, die miteinander verdreht worden sind, um
ein gleichmäßiges reaktives Element mit einem Durchmesser
von etwa 0,025 cm zu bilden. Bei Zündung des reaktiven
Elementes gab es bei den Zündschnüren mit x = 0,025 cm
keine Durchschläge (blow outs). Demgegenüber wies die
Zündschnur mit x = 0,076 cm ungleichmäßig verteilte Durch
schläge auf, während die Zündschnüre mit x = 0,051 cm
gleichmäßig im Abstand von etwa 2,14 m einen oder mehrere
Durchschläge aufwies. Diese Durchschläge hatten die Form
von Schlitzen.
Claims (27)
1. Zündschnur, gekennzeichnet durch
- - eine Wandung (12), die aus Kunststoff mit einer niedrigen Streckgrenze besteht und einen Schlauch mit einer Innenbohrung bildet; und durch
- - einen oder mehrere Verstärkungsfäden (16) aus zer reißbeständigem und dehnungsarmem Material, welche in der Wandung (12) angeordnet sind und etwa paral lel zur Längsachse (32) der Zündschnur (10) verlau fen.
2. Zündschnur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der eine niedrige Streckgrenze aufweisende Kunst
stoff aus Polyethylen-Polyvinylchloriden, Ionomer-
Polybutenen, Nylon, Polypropylen, Polypropylen-Copoly
meren oder deren Kombinationen besteht.
3. Zündschnur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) eine Reißfestigkeit
im Bereich von etwa 6327 bis 52 725 kp/cm2 (90 000
bis 750 000 pound/inch2) besitzt und bei weniger als
15% Dehnung reißt.
4. Zündschnur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) eine Reißfestigkeit
im Bereich von etwa 14 060 bis 52 725 kp/cm2 (200 000
bis 57 000 pound/inch2) besitzt und bei weniger als
4% Dehnung reißt.
5. Zündschnur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der reißfeste und dehnungsarme Verstärkungsfaden
(16) aus Glasfasern, Aramid, Kohlenstoff oder deren
Kombinationen besteht.
6. Zündschnur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff, Polyester, Kunstseide (Rayon), Nylon
oder deren Kombinationen besteht.
7. Zündschnur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff oder deren Kombinationen besteht.
8. Zündschnur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) eine Reißfestigkeit
im Bereich von etwa 6327 bis 52 725 kp/cm2 (90 000
bis 750 000 pound/inch2) besitzt und bei weniger als
15% Dehnung reißt.
9. Zündschnur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) eine Reißfestigkeit
im Bereich von etwa 14 060 bis 52 725 kp/cm2 (200 000
bis 750 000 pound/inch2) besitzt und bei weniger als
4% Dehnung reißt.
10. Zündschnur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff, Polyester, Kunstseide (Rayon), Nylon
oder deren Kombinationen besteht.
11. Zündschnur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff oder Kombinationen besteht.
12. Zündschnur, gekennzeichnet durch
- - eine Wandung (12), die aus Kunststoff mit einer niedrigen Streckgrenze besteht und einen Schlauch mit einer Innenbohrung bildet;
- - eine reaktive Faser (14) aus selbstoxidierendem Material, welche in der Innenbohrung der Zündschnur (10) lose angeordnet ist; und durch
- - einen oder mehrere Verstärkungsfäden (16) aus reiß festem und dehnungsarmem Material, welche eine Reißfestigkeit im Bereich von etwa 6327 bis 52 725 kp/cm2 (90 000 bis 750 000 pound/inch2) besitzen, bei einer Dehnung von weniger als 15% reißen und innerhalb der Wandung (12) der Zündschnur (10) parallel zu dessen Längsachse (32) eingebettet sind.
13. Zündschnur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der eine niedrige Streckgrenze aufweisende Kunst
stoff aus Polyethylen-Polyvinylchloriden, Ionomer-
Polybutenen, Nylon, Polypropylen, Polypropylen-Copoly
meren oder deren Kombinationen besteht.
14. Zündschnur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (12) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff, Polyester, Kunstseide (Rayon), Nylon
oder deren Kombinationen besteht.
15. Zündschnur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff, Polyester, Kunstseide (Rayon), Nylon
oder deren Kombinationen besteht.
16. Zündschnur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) eine Reißfestigkeit
im Bereich von etwa 14 060 bis 52 725 kp/cm2 (200 000
bis 750 000 pound/inch2) besitzt und bei weniger als
4% Dehnung reißt.
17. Zündschnur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff oder deren Kombinationen besteht.
18. Zündschnur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) eine Reißfestigkeit
im Bereich von etwa 14 060 bis 52 725 kp/cm2 (200 000
bis 750 000 pound/inch2) besitzt und bei weniger als
4% Dehnung reißt.
19. Zündschnur nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff oder deren Kombinationen besteht.
20. Zündschnur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (x) der Innenfläche (60) der Wandung
(12) zur Achse des Verstärkungsfadens (16) höchstens
das 0,2-fache der Nenndicke (+) der Wandung (12)
beträgt.
21. Zündschnur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff, Polyester, Kunstseide (Rayon), Nylon
oder deren Kombinationen besteht.
22. Zündschnur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) eine Reißfestigkeit
im Bereich von etwa 14 060 bis 52 725 kp/cm2 (200 000
bis 750 000 pound/inch2) besitzt und bei weniger als
4% Dehnung reißt.
23. Zündschnur nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff oder deren Kombinationen besteht.
24. Zündschnur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstärkungsfaden (16) aus Glasfasern, Aramid,
Kohlenstoff oder deren Kombinationen besteht.
25. Vorrichtung zur Herstellung einer Zündschnur gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch
eine Extrusionsmatrize (24) zum Extrudieren einer
schlauchförmigen Zündschnur (10) und eine Extrusions
düse (20), deren Außenfläche (42) einen Abschnitt
der Wandung des Fließkanals (26) für die Durchleitung
des Extrudats durch die von der Extrusionsdüse (20)
und der Extrusionsmatrize (24) gebildeten Form, wobei
in der Extrusionsdüse (20) ein Röhrchen (40) vorgesehen
ist, welches einen Durchführkanal (28) bildet und
sich durch die Außenfläche (42) der Extrusionsdüse
(20) in den Fließkanal (26) des Extrudats erstreckt,
wodurch die Durchführung von Verstärkungsfäden (16)
in das Extrudat möglich ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß das Röhrchen (40) innerhalb der Extrusionsdüse
(20) bewegbar ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch
Haltemittel (44) zum Festhalten des Röhrchens (40).
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