EP3771881B1 - Pyrotechnischer initiator zum initiieren eines zündschlauches und verfahren zum initiieren eines zündschlauches - Google Patents

Pyrotechnischer initiator zum initiieren eines zündschlauches und verfahren zum initiieren eines zündschlauches Download PDF

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EP3771881B1
EP3771881B1 EP19188861.9A EP19188861A EP3771881B1 EP 3771881 B1 EP3771881 B1 EP 3771881B1 EP 19188861 A EP19188861 A EP 19188861A EP 3771881 B1 EP3771881 B1 EP 3771881B1
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ignition
sleeve
ignition tube
pyrotechnic
tube
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/043—Connectors for detonating cords and ignition tubes, e.g. Nonel tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/12—Bridge initiators

Definitions

  • the invention relates to a pyrotechnic initiator for initiating an ignition tube according to claim 1 and a method for initiating an ignition tube according to claim 7.
  • the relevant prior art is described in US2980019A disclosed.
  • Ignition tubes are mainly used for pressure-based triggering of distance shooting or defusing devices, for the pyrotechnic generation of flashes of light in film and television production facilities and/or for the orderly transmission of an ignition pulse from one or more triggering devices to the explosive charges that are ultimately to be detonated (e.g. in the quarry for the extraction of gravel stones for road construction).
  • An ignition tube usually consists of an explosive mixture, for example a mixture of octogen and aluminum.
  • the transmission of the ignition pulse in an ignition tube is based on a so-called shock tube effect.
  • An explosive is finely distributed in a hose. Under these circumstances, the explosive is detonated in a directed manner, producing a flash of light within a surrounding plastic tube.
  • An explosion triggered at one end of the ignition hose can be directed over any distance using this mechanism.
  • the plastic tube as a pure means of transport for transmitting the ignition pulse or flash of light, is generally not destroyed.
  • Such ignition hoses are - depending on the type of triggering and the specific intended use - possibly closed at one end and firmly connected to a detonator at the other end.
  • initiating Effecting an initial ignition of the explosive in the ignition tube is hereinafter referred to as initiating.
  • the means by which this initiation is effected is hereinafter referred to as the initiator.
  • Ignition hoses are primarily used in blasting technology to fire a detonator cap (usually with a primary explosive, e.g. lead or silver azide) attached to the end.
  • the ignition hose offers the advantage that an ignition pulse can be transmitted in a non-electrical manner and that this transmission is resistant to external influences (especially electrostatics and radio waves). This reduces undesirable early ignition.
  • a detonator - usually filled with primary explosive - which generates a detonative shock pulse.
  • the detonator is a closed metal capsule that is predominantly filled with a primary and secondary charge of various explosives.
  • One capsule contains approximately 1,100 mg of explosive.
  • the disadvantage of this variant is that a detonator used for initiation explodes when ignited due to the construction required, producing energetic fragments that are lethal at close range.
  • a hose is triggered with a high-energy piezo spark.
  • the piezo spark requires high voltages and amounts of energy.
  • the high voltage can also have a lethal effect if, for example, a defect in the shielding leads to discharges onto the human body.
  • a third ignition variant uses primer caps that contain small amounts of primary explosives such as lead trinitroresocinate and tetrazine. These are ignited mechanically. Although these means can be purchased freely and can also be used by inexperienced users, they do not allow the ignition hose to be initiated from any distance. The user must always be at the end of the ignition hose with the triggering device and therefore relatively close to the explosion site, unless the ignition hose is particularly long, which then causes higher costs due to the use of materials.
  • primary explosives such as lead trinitroresocinate and tetrazine.
  • the task is therefore to provide a device and a method with which an ignition hose can be initiated from practically any Distance, wired and in particular wireless, for example via an air interface (radio), can be carried out.
  • the initiation should be able to be carried out without risk of injury for the personnel involved and the ignition hose should also be initiated safely so that misfires are practically impossible.
  • the task is solved on the device side with a pyrotechnic initiator for initiating an ignition tube with the features of claim 1 and on the method side with a method for initiating an ignition tube with the features of claim 7.
  • the subclaims each contain expedient and/or advantageous embodiments and refinements.
  • a pyrotechnic initiator for initiating an ignition tube by means of an electrical trigger.
  • This includes a sleeve that is open on one side and has a igniter inside.
  • the igniter consists of a filament and a pyrotechnic set or several pyrotechnic sets surrounding the filament to generate a detonative shock pulse.
  • the ignition hose can be coupled to the sleeve, which is open on one side, and an explosive present in the ignition hose can be initiated by the shock pulse.
  • pyrotechnic initiator is therefore to make an electrical triggering possible via the combination of a glow wire and a pyrotechnic set or several pyrotechnic sets.
  • pyrotechnic set triggers are designed to trigger pyrotechnic effects (such as Bengal lights or black powder-based fuses). Similar to a match head, they produce a burning flame and hot sparks for a short time.
  • Set triggers are traditionally igniters; they do not produce a detonative shock impulse.
  • the pyrotechnic active component is not formed from a typical slow-burning igniter material, as is otherwise the case with conventional igniter pills, so it does not burn slowly in the true sense. With such a conventional igniter, initiating an ignition hose is not even possible.
  • the invention provides that the pyrotechnic composition explodes quickly and thereby initiates the explosive in the ignition tube.
  • the sleeve which is open on one side, directs the explosion effect towards the ignition hose.
  • no dangerous electrical voltages are used according to the invention.
  • the shock pulse causes the ignition hose to be initiated safely and effectively.
  • the initiator according to the invention is not an explosive detonator, since the impulse emanating from the object - as with a primer cap with a very small amount of explosive charge - is not sufficient to initiate a sensitive explosive test charge. Since the mixtures used in ignition tubes contain an explosive explosive and pyrophoric aluminum, ignition tubes are more susceptible and much easier to initiate than a commercially available explosive.
  • a splinter protection is provided for surrounding the sleeve for the sleeve, which is open on one side, with the splinter protection preventing the sleeve from being torn open to the side while the shock pulse is being generated and the release of splinters of the sleeve into the environment can be prevented.
  • the splinter protection is designed as a flexible hose surrounding the sleeve, in particular a compressed air hose with thread inserts. Such an embodiment saves mass and reliably prevents the release of splinters.
  • the splinter protection can be designed as a rigid cylinder surrounding the sleeve, in particular as a metal or plastic cylinder.
  • the sleeve which is open on one side, has a sleeve base in the form of a plug that can be inserted into the sleeve, the plug having through openings for electrical feeds for the glow wire.
  • the at least one pyrotechnic set can thereby be plugged together by assembling the plug with the sleeve.
  • an adapter is provided for the centered insertion of the ignition hose into the sleeve, the end of the ignition hose being positioned directly in front of the igniter pellet.
  • the adapter ensures optimal coordination between the diameter of the ignition hose and the diameter of the sleeve, optimal positioning of the ignition hose on the sleeve and optimal transmission of the explosion effect to the end of the ignition hose.
  • the initiator according to the invention is further characterized in that the adapter, the ignition hose and the sleeve form an arrangement that can be firmly fixed and/or sealed together using a pliers tool.
  • the pyrotechnic set is designed for a quick explosion. This means, above all, that the pyrotechnic set of the igniter is designed to generate a significant explosion pressure of more than 10 bar in conjunction with a shower of sparks directed at the end of the ignition hose.
  • a shock pulse is applied to an open end of the ignition tube via a igniter made of a glow wire and a pyrotechnic set or several pyrotechnic sets and an explosive present in the ignition tube is initiated by the effect of the shock pulse, and a detonation occurs.
  • the shock pulse expediently acts as a directed explosion pulse on the end of the ignition tube, for which purpose the end of the ignition tube and the ignition pill are located within a surrounding sleeve that determines the direction of explosion.
  • the explosion pressure of the shock pulse is expediently greater than 10 bar.
  • Fig. 1 shows an exemplary structure of the pyrotechnic initiator.
  • the figure shows an ignition hose 1 which is coupled to a pyrotechnic initiator.
  • the pyrotechnic initiator contains a sleeve 2. This is open on one side in the direction of the ignition hose.
  • the sleeve can, for example, consist of a metallic material, but also of plastic.
  • the sleeve 2 contains a igniter 3 inside.
  • the igniter 3 consists of a filament 5 arranged between two electrical poles 4 and a pyrotechnic set or sets of pyrotechnics 6 which surrounds the electrical poles and the filament.
  • the pyrotechnic set or the several pyrotechnic sets can be detonated via the filament.
  • Electrical supply lines 7 are provided to supply electricity to the glow wire.
  • the pyrotechnic device explodes, the explosion acts predominantly in the direction of the ignition hose and thereby initiates an explosive 8 within the ignition hose 1, the detonation of which then continues through the ignition hose to the respective target location, provided that the hose is used for explosive purposes.
  • the explosion of the pyrotechnic charge or the pyrotechnic charges 6 also usually causes the sleeve 2 to burst.
  • the fragments and splinters resulting from the bursting are thrown through the sleeve
  • Surrounding splinter protection 9 is caught and prevented from being released into the environment.
  • What is advantageous here is a flexible design of the splinter protection, in particular in the form of a hose section that is reinforced internally with a thread braid.
  • the bottom of the sleeve 2 consists of a plug 10 that can be inserted into the sleeve, through which the electrical supply lines 7 are passed via through openings 10a.
  • the entire arrangement of plug 10 and igniter 3 can be inserted as a whole into the sleeve.
  • An adapter 11 is also provided for precise and centered positioning of the ignition hose 1 in the sleeve 2. This is plugged onto the ignition hose 1 and then inserted together with the ignition hose into the sleeve 2, whereby the end of the ignition hose is placed directly on the ignition pill 3 and thus comes into contact with the pyrotechnic composition.
  • the adapter can be both rigid and flexible and made of different materials, for example plastic or metal. With a flexible design of the adapter, it is designed as a hose section. Finally, this entire unit, i.e. the sleeve 2 with the adapter 11, is crimped with pliers and is ready for use. Usually the igniter 6 is also crimped with the plug 10 and the metal sleeve 2.
  • the splinter protection 9 is then pushed onto the entire arrangement consisting of the adapter with ignition hose, sleeve and plug. If necessary, fixation is carried out, for example, using a sufficiently strong adhesive tape, in particular a fabric adhesive tape.
  • Fig. 2 shows an example of the use of the pyrotechnic initiator.
  • the initiator here consists of the igniter 3 and the sleeve 2 surrounding this igniter.
  • the adapter 11 is inserted into the sleeve 2 surrounding the igniter Ignition hose 1 inserted.
  • the ignition hose 1 protrudes a certain distance into the area of the igniter 3 via a projection 13 and is thereby centered in its position. Slipping of the ignition hose is prevented by a corrugation 12 on the sleeve 2.
  • the splinter protection 9 in the form of a flexible hose section is pushed directly onto the sleeve 2 and the adapter 11. This provides flexible splinter protection.
  • the electrical supply lines 7 open into the igniter 6.
  • the ignition hose is initiated using the device described here as follows:
  • the igniter pill is located in the sleeve, which is open at the front, as described. This contains two poles between which the glow wire is attached.
  • Explosive mixtures for example of zirconium and potassium perchlorate, are arranged around the filament as a pyrotechnic set. If necessary, the filament is first surrounded with a first heat-sensitive pyrotechnic set, which reacts more quickly to heat, before the actual active mass follows as a second pyrotechnic set.
  • the net explosive mass for the entire initiator is up to 100 mg.
  • the supply lines to the poles are led out of the sleeve to the rear through a stopper or plug with two holes.
  • the supply lines can be extended to almost any length and can be connected in particular to radio ignition devices. This makes it possible to trigger from a greater and therefore safer distance.
  • the adapter is inserted into the open end of the sleeve as described, into which the open ignition hose is inserted into the sleeve until immediately in front of the igniter.
  • the hose is then crimped tight with pliers.
  • the adapter can be designed flexibly as a hose adapter.
  • the wire glows and causes the pyrotechnic device to explode. This creates a pressure pulse with a strength of more than 10 bar and a shower of sparks. Through The impact of these triggers the explosive in the ignition tube and stimulates the ignition tube to transmit the detonative explosive impulse.
  • the explosive pulse can now be forwarded through the ignition hose to the actual location of the intended effect, ie in particular to the intended explosive device, if an explosive application is carried out.
  • the pressure build-up in the sleeve is significantly increased and can have a concentrated effect on the end of the ignition hose.
  • the pressure and sparks created in the sleeve can initially only escape into the open ignition hose; There it releases the hose or the explosive deposits there. This arrangement promotes safe initiation, otherwise the tube will not be initiated correctly.
  • the initiator sleeve may tear open laterally as a result of the rapid explosion, and splinters may occasionally form.
  • splinters may occasionally form.
  • the splinter protection pulled over the sleeve usually consists of a standard compressed air hose with thread inserts. Rigid steel or plastic cylinders can also be used as splinter protection, but they are comparatively heavy.
  • the set trigger can, on the one hand, initiate an ignition hose. On the other hand, it only requires an extremely small safety area. Due to its design and splinter protection, the present initiator could even be held in the hand in a completely safe manner when triggered. Lethal or even injurious splinters are not produced when used as intended.
  • the initiator described here can only be used once. However, it is significantly cheaper to produce and also enables simple and safe triggering from a distance with completely harmless operating voltages.
  • the initiator described here can be combined with all voltage-supplying power sources and connected to them. These can be controlled in any way, in particular wirelessly, so that there is the possibility of simultaneous remote triggering of several ignition hoses, which is otherwise only possible with ignition variant 1 and not with variants 2 and 3.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Initiator zum Initiieren eines Zündschlauches nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Initiieren eines Zündschlauches nach Anspruch 7 Der relevante Stand der Technik wird in US2980019A offengelegt.
  • Zündschläuche werden hauptsächlich zur druckbasierten Auslösung von Distanzschuss- bzw. Entschärfungsgeräten, zur pyrotechnischen Erzeugung von Lichtblitzen in Film- und Fernsehproduktionsstätten und/oder zum geordneten Weiterleiten eines Zündimpulses von einer oder mehreren Auslösevorrichtungen zu den letztlich zu detonierenden Sprengladungen (z.B. im Steinbruch für die Gewinnung von Schottersteinen für den Straßenbau) verwendet. Ein Zündschlauch besteht üblicherweise aus einem Explosivstoffgemisch, beispielsweise aus einem Gemisch aus Oktogen und Aluminium.
  • Die Weiterleitung des Zündimpulses in einem Zündschlauch beruht auf einem so genannten Schockschlauch-Effekt. Dabei ist ein Explosivstoff in einem Schlauch feinstverteilt. Unter diesen Umständen erfolgt die Detonation des Explosivstoffes unter Entstehung eines Lichtblitzes innerhalb eines umgebenden Kunststoffschlauches gerichtet. Eine an einem Ende des Zündschlauches ausgelöste Explosion kann über diesen Mechanismus über beliebige Strecken hinweg geleitet werden. Dabei wird der Kunststoffschlauch als reines Transportmittel zur Fortleitung des Zündimpulses bzw. Lichtblitzes in der Regel nicht zerstört. Derartige Zündschläuche sind - je nach Art der Auslösung und des konkreten Verwendungszwecks - gegebenenfalls an einem Ende verschlossen und an dem anderen Ende fest mit einer Sprengkapsel verbunden.
  • Das Bewirken einer anfänglichen Zündung des Explosivstoffes im Zündschlauch wird nachfolgend als Initiieren bezeichnet. Das Mittel, durch das dieses Initiieren bewirkt wird, wird nachfolgend als Initiator bezeichnet.
  • Zündschläuche werden in der Sprengtechnik vorwiegend genutzt, um eine Sprengkapsel (üblicherweise mit einem Primärexplosivstoff, z.B. Blei- oder Silberazid), die an dem Ende angebracht ist, auszulösen. Der Zündschlauch bietet den Vorteil, dass hiermit auf einem nicht elektrischen Wege ein Zündimpuls weitergeleitet werden kann und dass diese Weiterleitung gegen äußere Einflüsse (insbesondere gegen Elektrostatik und Funkwellen) resistent ist. Dies vermindert eine unerwünschte Frühzündung.
  • Zur Initiierung des Zündimpulses sind für Zündschläuche verschiedene Zündvarianten bekannt.
  • Bei einer ersten Zündvariante wird eine - üblicherweise mit Primärexplosivstoff gefüllte - Sprengkapsel verwendet, die einen detonativen Stoßimpuls erzeugt. Die Sprengkapsel ist eine geschlossene Metallkapsel, die überwiegend mit einer Primär- und Sekundäraufladung aus verschiedenen Explosivstoffen gefüllt ist. Eine Kapsel enthält etwa 1.100 mg Explosivstoff. Der Nachteil dieser Variante ist, dass eine zur Initiierung genutzte Sprengkapsel aufgrund des bauartbedingt notwendigen Aufbaus bei der Zündung explodiert, wobei energetische Splitter auftreten, die im Nahbereich letal sind.
  • Alternativ wird bei einer zweiten Zündvariante eine Schlauchauslösung mit einem hochenergetischen Piezofunken ausgeführt. Der Piezofunken erfordert jedoch hohe Spannungen und Energiemengen. Die hohe Spannung kann ebenso mit einer letalen Auswirkung verbunden sein, wenn es z.B. durch einen Defekt der Abschirmung zu Ableitungen auf menschliche Körper kommt.
  • Bei einer dritten Zündvariante werden Anzündhütchen genutzt, die in geringen Mengen Primärexplosivstoffe wie z.B. Bleitrinitroresocinat und Tetrazen enthalten. Diese werden mechanisch gezündet. Diese Mittel sind zwar frei erwerbbar und auch für unerfahrenere Nutzer handhabbar, allerdings lassen diese keine Initiierung des Zündschlauches aus beliebigen Entfernungen zu. Der Anwender muss sich mit dem Auslösegerät stets am Ende des Zündschlauches und somit relativ nahe am Explosionsort befinden, wenn nicht der Zündschlauch besonders lang ausgeführt wird, was dann allerdings höhere Kosten aufgrund des Materialeinsatzes verursacht.
  • Es besteht somit die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Initiierung eines Zündschlauches aus einer praktisch beliebigen Entfernung, drahtgebunden und insbesondere auch drahtlos z.B. über eine Luftschnittstelle (Funk), ausführbar ist. Die Initiierung soll in jedem Fall für das beteiligte Personal ohne Verletzungsrisiken ausführbar sein und den Zündschlauch außerdem sicher initiieren, sodass Fehlzündungen praktisch ausgeschlossen sind.
  • Die Aufgabe wird vorrichtungsseitig mit einem Pyrotechnischen Initiator zum Initiieren eines Zündschlauches mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und verfahrensseitig mit einem Verfahren zum Initiieren eines Zündschlauches mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Die Unteransprüche enthalten jeweils zweckmäßige und/oder vorteilhafte Ausführungsformen und Ausgestaltungen.
  • Vorrichtungsseitig ist erfindungsgemäß ein Pyrotechnischer Initiator zum Initiieren eines Zündschlauches mittels einer elektrischen Auslösung vorgesehen. Dieser umfasst eine einseitig offene Hülse mit einer darin befindlichen Anzündpille. Die Anzündpille besteht aus einem Glühdraht und einem den Glühdraht umgebenden pyrotechnischen Satz bzw. mehreren pyrotechnischen Sätzen zum Erzeugen eines detonativen Stoßimpulses. Dabei ist der Zündschlauch mit der einseitig offenen Hülse koppelbar und es ist ein in dem Zündschlauch vorhandener Explosivstoff durch den Stoßimpuls initiierbar.
  • Grundgedanke des erfindungsgemäßen pyrotechnischen Initiators ist es somit, eine elektrische Auslösung über die Kombination aus einem Glühdraht und einem pyrotechnischen Satz oder mehreren pyrotechnischen Sätzen bewirkbar zu machen. Üblicherweise sind pyrotechnische Satzauslöser dazu bestimmt, pyrotechnische Effekte (wie bengalische Lichter oder Anzündschnüre auf Schwarzpulverbasis) auszulösen. Sie erzeugen - ähnlich einem Streichholzkopf - für eine kurze Zeit eine brennende Flamme und heiße Funken. Satzauslöser gehören herkömmlicherweise zu den Anzündern, sie erzeugen keinen detonativen Stoßimpuls.
  • Erfindungsgemäß ist allerdings der pyrotechnische Wirksatz nicht wie sonst bei herkömmlichen Anzündpillen aus einem typischen langsam abbrennenden Anzünder-Material gebildet, er brennt somit nicht im eigentlichen Sinne langsam ab. Mit einer derartigen konventionellen Anzündpille ist das Initiieren eines Zündschlauchs auch gar nicht möglich.
  • Stattdessen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der pyrotechnische Satz schnell explodiert und hierdurch den Explosivstoff im Zündschlauch initiiert. Die einseitig offene Hülse richtet dabei die Explosionswirkung auf den Zündschlauch aus. Im Gegensatz zu sonst verwendeten Piezoelektrischen Zündmechanismen kommen erfindungsgemäß keine gefährlichen elektrischen Spannungen zur Anwendung. Der Stoßimpuls bewirkt allerdings ein sicher wirksames Initiieren des Zündschlauchs.
  • Es ist somit ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Grundgedankens, das Prinzip des Satzauslösers zum Initiieren des Zündschlauchs zu verwenden und den Initiator entsprechend auszubilden. Dabei handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Initiator jedoch im Gegensatz zur bekannten Sprengkapsel nicht um einen sprengkräftigen Zünder, da der von dem Gegenstand ausgehende Impuls - wie bei einem Anzündhütchen mit sehr geringen explosiven Ladungsmenge - nicht für das Initiieren einer sensiblen Sprengstoffprüfladung ausreicht. Da die in Zündschläuchen verwendeten Mischungen aber einen brisanten Explosivstoff und pyrophores Aluminium enthalten, sind Zündschläuche empfänglicher und deutlich einfacher zu initiieren, als ein handelsüblicher Sprengstoff.
  • Erfindungsgemäß ist für die einseitig offene Hülse ein Splitterschutz zum Umgeben der Hülse vorgesehen, wobei durch den Splitterschutz ein seitliches Aufreißen der Hülse während des Erzeugens des Stoßimpulses auffangbar und ein Freisetzen von Splittern der Hülse in die Umgebung verhinderbar ist.
  • Hierdurch wird die Gefahr umhergeschleuderter Splitter beseitigt und für den Anwender ein hohes Maß an Sicherheit auch bei den sonst - aus Sicht des Arbeitsschutzes - kritischen Vorbereitungstätigkeiten erreicht.
  • Bei einer Ausführungsform ist der Splitterschutz als ein die Hülse umgebender flexibler Schlauch, insbesondere ein Druckluftschlauch mit Fadeneinlagen, ausgebildet. Eine solche Ausführungsform ist massesparend und verhindert zuverlässig das Freisetzen von Splittern.
  • Alternativ dazu kann der Splitterschutz als ein die Hülse umgebender starrer Zylinder, insbesondere als ein Metall- oder Kunststoffzylinder, ausgebildet sein.
  • Bei einer Ausführungsform weist die einseitig offene Hülse einen Hülsenboden in Form eines in die Hülse einsteckbaren Plugs auf, wobei der Plug Durchführöffnungen für elektrische Zuführungen für den Glühdraht aufweist. Der mindestens eine Pyrotechnische Satz ist hierdurch durch das Zusammenfügen des Plugs mit der Hülse zusammensteckbar.
  • Erfindungsgemäß ist ein Adapter zum zentrierten Einführen des Zündschlauches in die Hülse vorgesehen, wobei das Ende des Zündschlauches unmittelbar vor der Anzündpille positionierbar ist. Der Adapter gewährleistet eine optimale Abstimmung zwischen dem Durchmesser des Zündschlauches und dem Durchmesser der Hülse, eine optimale Positionierung des Zündschlauches an der Hülse und eine optimale Übertragung der Explosionswirkung auf das Ende des Zündschlauchs.
  • Der erfindungsgemäße Initiator ist darüber hinaus dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter, der Zündschlauch und die Hülse eine miteinander über ein Zangenwerkzeug fest fixierbare und/oder abdichtbare Anordnung bilden.
  • Der pyrotechnische Satz ist auf eine schnelle Explosion ausgelegt. Das bedeutet vor allem, dass der pyrotechnische Satz der Anzündpille zum Erzeugen eines erheblichen Explosionsdruckes von mehr als 10 Bar in Verbindung mit einem auf das Ende des Zündschlauches gerichteten Funkenregen ausgelegt ist.
  • Verfahrensseitig ist erfindungsgemäß zur Initiierung des Zündschlauchs vorgesehen, dass über eine Anzündpille aus einem Glühdraht und einem pyrotechnischen Satz oder mehreren pyrotechnischen Sätzen ein Stoßimpuls auf ein offenes Ende des Zündschlauches zur Einwirkung gebracht und durch die Wirkung des Stoßimpulses ein in dem Zündschlauch vorhandener Explosivstoff initiiert wird, und eine Detonation entsteht.
  • Zweckmäßigerweise wirkt der Stoßimpuls als ein gerichteter Explosionsimpuls auf das Ende des Zündschlauches ein, wobei sich hierzu das Ende des Zündschlauches und die Anzündpille innerhalb einer umgebenden und die Explosionsrichtung vorgebenden Hülse befinden.
  • Zweckmäßigerweise ist bei dem Ablauf des Verfahrens der Explosionsdruck des Stoßimpulses größer als 10 Bar.
  • Der erfindungsgemäße Pyrotechnische Initiator und das erfindungsgemäße Verfahren sollen nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden. Zur Verdeutlichung dienen die Figuren 1 und 2. Es werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1 den pyrotechnischen Initiator in seinem prinzipiellen Aufbau,
    • Fig. 2 eine beispielhafte Gestaltung des pyrotechnischen Initiators.
  • Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau des pyrotechnischen Initiators. Die Figur zeigt einen Zündschlauch 1, der an einen pyrotechnischen Initiator gekoppelt ist. Der pyrotechnische Initiator enthält eine Hülse 2. Diese ist in Richtung des Zündschlauches hin einseitig offen. Die Hülse kann beispielsweise aus einem metallischen Material, aber auch aus Kunststoff bestehen. Die Hülse 2 enthält im Inneren eine Anzündpille 3. Die Anzündpille 3 besteht aus einem zwischen zwei elektrischen Polen 4 angeordneten Glühdraht 5 sowie einem pyrotechnischen Satz oder mehreren pyrotechnischen Sätzen 6, der die elektrischen Pole und den Glühdraht umgibt.
  • Der pyrotechnische Satz oder die mehreren pyrotechnischen Sätze können über den Glühdraht zur Explosion gebracht werden. Zur elektrischen Beaufschlagung des Glühdrahtes sind elektrische Zuführungsleitungen 7 vorgesehen. Bei der Explosion des pyrotechnischen Satzes wirkt die Explosion vorwiegend in Richtung des Zündschlauches und initiiert dabei einen Explosivstoff 8 innerhalb des Zündschlauches 1, dessen Detonation sich dann durch den Zündschlauch hinweg zum jeweiligen Zielort fortsetzt, sofern der Schlauch sprengtechnisch verwendet wird.
  • Die Explosion des pyrotechnischen Satzes bzw. der pyrotechnischen Sätze 6 bewirkt außerdem in der Regel ein Zerbersten der Hülse 2. Die bei dem Zerbersten entstehenden Bruchstücke und Splitter werden durch einen die Hülse umgebenden Splitterschutz 9 aufgefangen und am Freisetzen in die Umgebung gehindert. Vorteilhaft ist hier eine flexible Gestaltung des Splitterschutzes, insbesondere in Form eines Schlauchabschnittes, der innerhalb mit einem Fadengeflecht verstärkt ist.
  • Möglich ist natürlich auch eine starre Gestaltung des Splitterschutzes in Form einer nichtmetallischen oder metallischen Ummantelung, beispielsweise in Form eines Kunststoff- oder Stahlzylinders.
  • Bei dem hier gezeigten schematischen Aufbau besteht der Boden der Hülse 2 aus einem in die Hülse einsteckbaren Plug 10, durch welchen die elektrischen Zuführungsleitungen 7 über Durchführöffnungen 10a hindurchgeführt sind. Die gesamte Anordnung aus Plug 10 und Anzündpille 3 kann dabei als Ganzes in die Hülse eingesetzt werden.
  • Zum genauen und zentrierten Positionieren des Zündschlauchs 1 in der Hülse 2 ist weiterhin ein Adapter 11 vorgesehen. Dieser wird auf den Zündschlauch 1 aufgesteckt und anschließend zusammen mit dem Zündschlauch in die Hülse 2 eingesetzt, wobei das Ende des Zündschlauchs unmittelbar auf die Anzündpille 3 aufgesetzt wird und somit Kontakt zu dem pyrotechnischen Satz bekommt. Der Adapter kann sowohl starr als auch flexibel ausgebildet sein und aus verschiedenen Materialien, beispielsweise Kunststoff oder Metall, bestehen. Bei einer flexiblen Gestaltung des Adapters ist dieser als ein Schlauchabschnitt ausgebildet. Schließlich wird diese gesamte Einheit, d.h. die Hülse 2 mit dem Adapter 11 mit einer Zange festgecrimpt und ist bereit für die Verwendung. Üblicherweise ist die Anzündpille 6 mit dem Plug 10 und der Metallhülse 2 ebenfalls gecrimpt.
  • Der Splitterschutz 9 wird anschließend auf die gesamte Anordnung aus Adapter mit Zündschlauch, Hülse und Plug aufgeschoben. Bei Bedarf erfolgt eine Fixierung z.B. mittels eines hinreichend festen Klebebandes, insbesondere eines Gewebeklebebandes.
  • Fig. 2 zeigt ein Verwendungsbeispiel des pyrotechnischen Initiators. Der Initiator besteht hier aus der Anzündpille 3 und der diese Anzündpille umgebenden Hülse 2. In die die Anzündpille umgebende Hülse 2 ist der Adapter 11 mit dem Zündschlauch 1 eingesetzt. Der Zündschlauch 1 ragt hier über einen Überstand 13 ein gewisses Stück in den Bereich der Anzündpille 3 hinein und wird hierdurch in seiner Position zentriert. Ein Verrutschen des Zündschlauchs wird durch eine Riffelung 12 an der Hülse 2 verhindert.
  • Unmittelbar auf die Hülse 2 und den Adapter 11 ist der Splitterschutz 9 in Form eines flexiblen Schlauchabschnitts aufgeschoben. Es liegt somit ein flexibler Splitterschutz vor. Die elektrischen Zuführungsleitungen 7 münden in die Anzündpille 6 ein.
  • Die Initiierung des Zündschlauches gestaltet sich mit der hier beschriebenen Vorrichtung wie folgt:
    In der nach vorn offenen Hülse befindet sich wie beschrieben die Anzündpille. Diese enthält zwei Pole, zwischen denen der Glühdraht angebracht ist. Um den Glühdraht sind explosive Mischungen, beispielsweise u.a. aus Zirkonium und Kaliumperchlorat, als ein pyrotechnischer Satz angeordnet. Bei Bedarf ist der Glühdraht zunächst mit einem ersten wärmeempfindlichen pyrotechnischen Satz umgeben, der schneller auf Hitze reagiert, bevor die eigentliche Wirkmasse als ein zweiter pyrotechnischer Satz folgt. Die Nettoexplosivstoffmasse für den gesamten Initiator liegt bei bis zu 100 mg.
  • Die Zuführungsleitungen zu den Polen werden nach hinten, durch einen Stopfen oder Plug mit zwei Löchern, aus der Hülse geführt. Die Zuführungsleitungen sind nahezu beliebig verlängerbar und können insbesondere an Funkzündgeräte angeschlossen werden. Dadurch ist eine Auslösung aus größerer und damit sicherer Distanz möglich.
  • In die Hülse wird in deren offenes Ende wie beschrieben der Adapter eingeführt, in den wiederum der offene Zündschlauch in die Hülse bis unmittelbar vor die Anzündpille eingeführt wird. Danach wird der Schlauch mit einer Zange festgecrimpt. Der Adapter kann flexibel als ein Schlauchadapter ausgebildet sein.
  • Wird durch das Kabel ein definierter Strom auf die Pole gegeben, glüht der Draht und bewirkt eine Explosion des pyrotechnischen Satzes. Es entsteht ein Druckimpuls in einer Stärke von mehr als 10 bar und ein Funkenregen. Durch deren Einwirkung wird der Explosivstoff im Zündschlauch schließlich ausgelöst und der Zündschlauch zum Weiterleiten des detonativen Explosivimpulses angeregt. Der Explosivimpuls kann nun durch den Zündschlauch zum eigentlichen Ort der vorgesehenen Wirkung weitergeleitet werden, d.h. insbesondere zum vorgesehenen Sprengsatz, sofern eine sprengtechnische Anwendung erfolgt.
  • Da der Zündschlauch in hier vorliegenden Fall mittels des Adapters in der Metallhülse zentriert eingeführt und (beispielsweise mit einer Crimpzange) nahezu wasserdicht fixiert und abgedichtet wird, ist der Druckaufbau in der Hülse erheblich verstärkt und kann auf das Ende des Zündschlauchs konzentriert einwirken.
  • Der in der Hülse entstehende Druck und die Funken können zunächst nur in den offenen Zündschlauch entweichen; dort löst er den Schlauch bzw. die dort befindlichen Explosivstoffanhaftungen aus. Diese Anordnung begünstigt die sichere Initiierung, da der Schlauch sonst nicht richtig initiiert wird.
  • Die Hülse des Initiators reißt infolge der schnellen Explosion gegebenenfalls seitlich auf, vereinzelt können dabei Splitter entstehen. Durch den speziellen Aufbau des Anzünders und den über die Hülse geschobenen Splitterschutz werden in der Nahumgebung allerdings, anders als bei einer gewöhnlichen Sprengkapsel, keine hochenergetischen Hülsensplitter freigesetzt, sondern abgefangen. Der über die Hülse gezogene Splitterschutz besteht üblicherweise aus einem an sich üblichen Druckluftschlauch mit Fadeneinlagen. Starre Stahl- oder Kunststoffzylinder sind als Splitterschutz ebenfalls nutzbar, diese weisen allerdings ein vergleichsweise großes Gewicht auf.
  • Der hier vorliegende Satzauslöser kann aufgrund seines spezifischen Aufbaus somit einerseits einen Zündschlauch initiieren. Dabei erfordert er andererseits nur einen äußerst kleinen Sicherheitsbereich. Der hier vorliegende Initiator könnte aufgrund des Aufbaus und des Splitterschutzes bei der Auslösung sogar in völlig ungefährlicher Weise in der Hand gehalten werden. Letale oder auch nur verletzende Splitter werden bei bestimmungsgemäßer Anwendung nicht erzeugt.
  • Nach den sprengstoffrechtlichen Bestimmungen darf der Umgang mit herkömmlichen Sprengkapseln nur durch ausgebildete Fachpersonen erfolgen.
  • Diese bedürfen einer behördlichen Genehmigung. Das gilt auch bei der Beförderung, beispielsweise für Fahrer von Lastkraftwagen. Das Verbringen von Sprengkapseln, insbesondere in der EU, von einem Land in ein anderes Land bedarf zudem einer entsprechenden Genehmigung aller Staaten.
  • Hingegen ist der Umgang mit dem vorliegenden Initiator aufgrund der hier vorliegenden Konstruktionsweise durch Personen ab 18 Jahren ohne Fachkenntnisse rechtlich möglich und zulässig. Ein Versand kann daher mit einem gewöhnlichen Paketdienst und auch ohne eine spezielle Verbringungsgenehmigung erfolgen. Das gestattet im Gegensatz zu herkömmlichen Sprengzündern, die ebenfalls für die Initiierung eines Zündschlauches genutzt werden können, einen kostengünstigen Transport.
  • Im Vergleich zu Piezoauslöseelementen, die mehrfach genutzt werden können, aber vergleichsweise teuer sind, kann der hier beschriebene Initiator allerdings nur einmal verwendet werden. Er ist hingegen wesentlich günstiger in der Herstellung und ermöglicht zudem eine einfache und sichere Auslösung aus der Distanz bei völlig ungefährlichen Betriebsspannungen. Grundsätzlich kann der hier beschriebene Initiator mit sämtlichen spannungsliefernden Stromquellen kombiniert und an diese angeschlossen werden. Diese können in an sich beliebiger Weise, insbesondere drahtlos, gesteuert werden, sodass sich hier die Möglichkeit einer gleichzeitigen Fernauslösung von mehreren Zündschläuchen ergibt, was sonst nur mit der Zündvariante 1, und nicht bei den Varianten 2 und 3, möglich ist.
  • Der Initiator und das damit ausgeführte Verfahren wurden beispielhaft erläutert im Rahmen fachmännischen Handelns sind weitere Ausgestaltungen möglich. Weiter Ausführungsformen ergeben sich außerdem auch aus den Unteransprüchen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zündschlauch
    2
    Hülse
    3
    Anzündpille
    4
    Elektrische Pole
    5
    Glühdraht
    6
    Pyrotechnischer Satz
    7
    Zuführungsleitungen
    8
    Explosivstoff
    9
    Splitterschutz
    10
    Plug
    10a
    Durchführöffnung
    11
    Adapter
    12
    Riffelung
    13
    Überstand

Claims (9)

  1. Pyrotechnischer Initiator zum Initiieren eines Zündschlauches (1) mittels einer elektrischen Auslösung, umfassend
    eine einseitig offene Hülse (2) mit einer darin befindlichen Anzündpille (3) aus einem Glühdraht (5) und mindestens einem den Glühdraht umgebenden pyrotechnischen Satz (6) zum Erzeugen eines das Ende des Zündschlauches initiierenden Stoßimpulses,
    wobei mit der einseitig offenen Hülse (2) der Zündschlauch (1) koppelbar ist und ein in dem Zündschlauch vorhandener Explosivstoff (8) durch den Stoßimpuls initiierbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    für die einseitig offene Hülse (2) ein Splitterschutz (9) zum Umgeben der Hülse vorgesehen ist, wobei durch den Splitterschutz (9) ein Aufreißen der Hülse (2) während des Erzeugens des Stoßimpulses auffangbar ist und ein Freisetzen von Splittern in die Umgebung verhinderbar ist, wobei ein Adapter (11) zum zentrierten Einführen des Zündschlauches (1) in die Hülse (2) vorgesehen ist, wobei das Ende des Zündschlauches unmittelbar im Kontakt mit der Anzündpille (3) positionierbar ist, wobei der Adapter (11), der Zündschlauch (1) und die Hülse (2) eine miteinander über ein Zangenwerkzeug fest fixierbare und/oder abdichtbare Anordnung bilden.
  2. Pyrotechnischer Initiator nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Splitterschutz (9) als ein die Hülse (2) umgebender flexibler Schlauch ausgebildet ist.
  3. Pyrotechnischer Initiator nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Splitterschutz (9) als ein die Hülse (2) umgebender starrer Zylinder, insbesondere ein Metall- oder Kunststoffzylinder, ausgebildet ist.
  4. Pyrotechnischer Initiator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die einseitig offene Hülse (2) einen Hülsenboden in Form eines in die Hülse einsteckbaren Plugs (10) aufweist, wobei der Plug (10) Durchführöffnungen (10a) für elektrische Zuführungen (7) für den Glühdraht (5) aufweist.
  5. Pyrotechnischer Initiator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der pyrotechnische Satz (6) der Anzündpille (3) zum Erzeugen eines Explosionsdruckes von mehr als 10 Bar in Verbindung mit einem auf das Ende des Zündschlauches gerichteten Funkenregen ausgelegt ist.
  6. Pyrotechnischer Initiator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der pyrotechnische Initiator eine Nettoexplosivstoffmasse von maximal 100 mg aufweist.
  7. Verfahren zum Initiieren eines Zündschlauches mittels eines pyrotechnischen Initiators nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    über die Anzündpille (3) aus dem Glühdraht (5) und dem pyrotechnischen Satz (6) ein Stoßimpuls auf ein offenes Ende des Zündschlauches (1) zur Einwirkung gebracht und durch die Wirkung des Stoßimpulses ein in dem Zündschlauch vorhandener Explosivstoff initiiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Stoßimpuls als ein gerichteter Impuls auf das Ende des Zündschlauches (1) einwirkt, wobei sich hierzu das Ende des Zündschlauches (1) und die Anzündpille (3) innerhalb der umgebenden und die Explosionsrichtung vorgebenden Hülse (2) befinden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Explosionsdruck des Stoßimpulses auf das offene Ende des Zündschlauches (1) größer als 10 Bar ist.
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