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SicliN'heitszuindsehnur.
Die Erfindung betrifft Sicherheitszündsehnüre, bei welchen die Ladung in üblichem pulverförmigem Zustand eingesponnen wird.
Solche Sicherheitszündschnüre waren bisher stets mit Schwarzpulver geladen. Da Schwarzpulver bei der Entzündung explodiert oder, wenn in einer offenen schmalen Rinne entzündet, sehr schnell abbrennt, nämlich in etwa 3-6 Sekunden pro Meter, bei Sicherheitszündsehnüren aber die Pulverseele mit einer Brennzeit von etwa 100 Sekunden pro Meter abbrennen muss müssen bei der Fabrikation der mit Schwarzpulver geladenen Sicherheitszündschnüre besondere Massnahmen getroffen werden, um die stark explosible Sehwarzpulverladung zu langsamem Abbrennen fähig zu machen, Diese Massnahmen bestehen in einem festen, unter starkem Zug und Pressen erfolgenden Einspinnen der Pulverseele mittels eng darumgewundener Jutefäden.
Nur durch sehr festes Einschliessen der Pulverseele gelingt es, bei
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Diese seit 100 Jahren beibehaltene Art, explosionskräftiges Schwarzpulver in die Zündschnüre zu füllen und diese explosionskräftige Ladung lediglich durch die Art ihrer Einschliessung am explosionsartigen Abbrennen zu verhindern, setzt viel Übung bei der Fabrikation voraus und ergibt auch gewisse Schwierigkeiten im Betrieb. Infolge der grossen Beanspruchung reissen oft Jutefäden, und es werden die Matrizen, durch welche die Schnur beim Spinnen hindurchgezwängt wird, bisweilen durch Reibung so heiss, dass man darin die Ursache vorgekommener Explosionen erblickt hat.
Es wurde auch vorgeschlagen, an Stelle der üblichen pulverförmigen Ladung Fäden aus einem Gemisch von Kautschuk und Zündmasse sowie Fäden aus salpeterimprägnierter oder solche aus nitrierter Baumwolle zu verwenden. Diese Vorschläge sind aber nur auf die Beseitigung einzelner Nachteile gerichtet und konnten nicht befriedigen, unter anderem konnten sie nicht eine genügend kräftige Auspuffflamme ergeben und haben daher nie Eingang in die Praxis gefunden.
Erfindungsgemäss wurde nun erkannt, dass die bisherigen Nachteile vermieden werden durch die Verwendung pulveriger oder körniger Zündmassen von gegenüber dem bisher verwendeten Schwarzpulver verringerter Explosionsfähigkeit.
Bei der Verwendung solcher Zündmassen kann die Ladung gleich beim Einfüllen aus langsam brennendem Brandsatz bestehen, und es ist dann nicht mehr nötig, die Ladung erst nachträglich durch die Art des Einspinnens gegen Explosion oder zu schnellen Brand zu sichern. In demselben Masse wie die Zündmasse bereits vor dem Einspinnen langsam brennend ist, verringert sich die Notwendigkeit, während des Spinnens brennzeitverlängernde Massnahmen anzuwenden. Man kann auch Garn sparen, weil man trägere Ladungen nicht mehr so fest einzuspinnen braucht.
Pulverige oder körnige Zündmassen von gegenüber dem bisher verwendeten Sehwarzpulver verringerter Explosionsfähigkeit sind an sich bekannt. Manche sind älter als Schiesspulver selbst, beispielsweise das alte Brennpulver, und in der Pyrotechnik kennt man schon seit alten Zeiten sogenannte faule Sätze. Erfindungsgemäss wurde aber erstmalig erkannt, dass faule"Zünd-oder Brandmassen mit besonderem Vorteil als Ladung für Sicherheitsziindschnüre verwendbar sind.
Die Verminderung der Explosionsfähigkeit gegenüber den bisher verwendeten Schwarzpulvern kann beispielsweise dadurch geschehen, dass man einem Sehwarzpulver schlackenbildende mehr oder weniger indifferente Stoffe zusetzt oder dass man den als Bestandteil von Schwarzpulver seit alten Zeiten üblichen Schwefel ganz oder zum Teil weglässt oder dass man den bei der Pulverfabrikation seit Jahrhunderten üblichen Kompressionsvorgang weglässt.
Bei diesen verschiedenen Ausführungsformen wird stets die Gruppierung der wirksamen Pulverbestandteile mit der Wirkung einer Verlangsamung der
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Reaktionsfortpflanzung verändert. Während bei dem bisher verwendeten Sehwarzpulver durch engste mechanische Vereinigung der aktiven Bestandteile (wie möglichst Homogenisierung, Kompression und Zusatz von hauptsächlich verklebend wirkendem Schwefel) eine möglichst schnelle Reaktionsfortpflanzungsfähigkeit (Explosionsfähigkeit) angestrebt und erzielt wird, geht bei der Herstellung der erfindungsgemäss zu verwendenden trägen Sehwarzpulver (Zünd-oder Brandmassen) in bestimmtem Masse das Gegenteil vor sich, nämlich Verringerung des Kontaktes der aktiven Komponenten, z.
B. durch Verdünnung mittels Ballaststoffe und/oder durch geringere Verklebung und/oder Erhaltung der luft-oder gaserfüllten Kapillarräume in und zwischen den Komponentenpartikelchen. Die Ballaststoffe werden nachfolgend als sehlackenbildende Zusätze bezeiehnet, zum Unterschied von den beim
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Ballast.
Die Sehlackenbildung, d. h. das Zurückbleiben von Ruckständen, welche den Zündkanal hinter der Verbrennungsstelle verlegen, ist bei der Verwendung von solchen Sehwarzpulvern, welche mit sehr losem Kontakt hergestellt sind, manchmal auch deshalb ein erwünschter Vorgang, weil so der Druck der Verbrennungsgase entsprechend besser nach vorne zu sich auswirkt, d. h. ein kräftigerer Zündstrahl am Schnurende erzielt wird.
Am besten bewährt sich zur Herstellung erfindungsgemässer Zündschnüre die Ladung mit einem losen Gemenge pulverisierter, gewöhnlicher Holzkohle und pulverisiertem Salpeter mit oder ohne Zusatz von Schwefel. Ein solches Gemenge enthält Holzkohlenkörnchen und Salpeterkörnchen als selbständige Einzelteilchen nebeneinander und zeigt eine sehr geringe Explosionsfähigkeit bei guter gleichmässiger Feuerfortpflanzungsgeschwindigkeit im Ziindschnurinneren. Je nach den gewünschten Eigenschaften der Sieherheitszündsehnur kann man diesem Gemenge noch als Ballast sogenannte schlackenbildende Zusätze beifügen.
Es wurde auch gefunden, dass die Verkürzung oder Weglassung des Schwefelgehaltes die erwünschte Nebenwirkung hat, dass die Zündschnur beim Anzünden eine schwächere Stichflamme aufweist und dass auch ein seitliches Funkenausspriihen leichter vermeidbar ist. Das ist wichtig bei der Verwendung von Zündsehnüren in Kohlenbergwerken und beim Schiessen mit flüssiger Luft.
Es wurde ferner gefunden, dass es zweckmässig ist, Zündmassen voluminös, d. h. von geringerem Schüttelgewieht als bisher (Sehwarzpulver 1'3 Schüttelgewicht), zu verwenden, um bei gleichschwerer Ladung einen grösseren Querschnitt der Ladung herzustellen, respektive bei gleichem Ladungsquersclnitt ein geringeres Gewicht in Anwendung zu bringen, wodurch man schädlichem Übermass an freiwerdender Energie beim Abbrennen der Schnur vorbeugt.
Der bisher bei Sicherheitszündsehnüren verwendete Zündsatz wurde so hergestellt, dass in der ersten Arbeitsstufe zwei oder drei Materialien gemeinsam so lange gemahlen wurden, bis das Produkt selbst unter der Lupe homogen erschien. Es wurde nun gefunden, dass durch das bisher geiibte gemeinsame Verreiben von mehreren Materialien verschiedener Härte die Mischungen nachteilig beeinflusst werden.
Die Holzkohle nämlich, das leicht zerreiblichste Material, wird dadurch äusserst fein erhalten, sie wird dadurch zu schwammig und samtig, und das Gemisch fällt infolgedessen zu leicht aus der Zündschnur heraus. Es empfiehlt sich, die Bestandteile einzeln vorzumahlen zu dem Zweck, die weicheren Materialien, wie Holzkohle, genügend grobkörnig zu erhalten.
Die Pulverseele ist bei allen Sicherheitszündsehnüren von einem aus Fäden gebildeten Schlauch umgeben. Das Pulver wird entweder direkt in diesen Gespinstschlauch gefüllt oder es wird in einen Papiersehlauch gehüllt und dieser wird umsponnen. Es wurde gefunden, dass durch Verwendung solelier an sich bekannter Papierumhüllungen zusammen mit explosionsschwaehen Zündmassen eine unvorher- gesehene Verbesserung erzielt werden kann.
Die Verbesserung besteht darin, dass die explosionssehwaehen Zündmassen, welche meist weicher, voluminöser oder staubförmiger sind als das bisher verwendete gekörnte Schwarzpulver, bei gleichzeitiger Verwendung der Papiereinlage nicht so leicht verstauben können und die Umspinnung nicht so weit durchsetzen können, d. h. nicht so tief in die Poren der Garn- schläuche eindringen können. Es wurde auch gefunden, dass bei gleichzeitiger Verwendung einer Papierzwischenlage Zündmassen verwendet werden können, deren Explosionsfähigkeit besonders sehwach ist.
Bei der bisher üblichen Art der Zündschnurherstellung hat man das Schwarzpulver einfach aus dem Pulvertrichter in die im Entstehen begriffene Zündschnur einrieseln lassen. Es wurde gefunden, dass bei der erfindungsgemässen Verwendung von Pulvern geringerer Explosionsfähigkeit zur Erzielung gleichmässiger Brennzeiten nützlich ist, während des Spinnens den Pulvervorrat durch Rühren in Bewegung zu halten und hiedurch eine mögliche Entmischung unhomogener Pulver zu vermeiden. Wenn man den Pulvervorrat in der Spinnmaschine während des Spinnens ständig durch ein Rührwerk in Bewegung hält, kann man die Pulverbestandteile auch einzeln, also ungemischt, in die Spinnmaschine füllen.
Um Zündmassen bezüglich ihres Verhaltens in Sieherheitszündschnüren zu prüfen, eignen sieh die bekannten zur Messung der ballistischen oder Sprengwirkungen konstruierten Pulverpriifapparate nicht.
In der Zeichnung ist eine einfache Vorrichtung veranschaulicht, welche die Auswahl geeigneter Zündmassen erleichtern soll. Mit der Vorrichtung kann man das Verhalten der verschiedensten Schwarz-
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pulver bei beschränkter Gasaustrittsmöglichkeit prüfen, also unter Verhältnissen, welche dem Abbrennen im Zündschnurinnern ähneln. In ein an einem Ende offenes RohrstÜck 1 von 60 mm Länge und 16 mm Innendurchmesser wird ein axial 8 mm breit durehbohrter Kolben', eingeführt, u. zw. nachdem man die zu untersuchende Zündmasse 30 mm. hoch auf dem Boden aufgeschichtet hat.
Der Inhalt wird mittels einer durch die im Kolben 2 vorgesehene Bohrung ; ; lose bis zur Zündmasseoberfläche hindurchgehende Zündschnur angezündet. Unter diesen Umständen explodiert das bisher zur Zündschnurladung verwendete Schwarzpulver mit heftigem Knall, und der Kolben wurde wie ein Geschoss herausgeschleudert.
Solche Zündmassen, welche bei dieser Probe mit Knall explodieren, eignen sich für die erfindungsgemässe Verwendung nicht. Es eignen sich dagegen solche Zündmassen, welche bei der Probe ohne Knall abbrennen oder verpuffen. Besonders gut sind solche Zündmassen, welche bei der Probe etwa 5 Sekunden zum Abbrennen brauchen.
Ausführungsbeispiele :
Eine Zündschnur wird gefüllt mit :
1. 70 Teilen Schwarzpulver, 15 Teilen Holzkohle, 15 Teilen Salpeter.
2.40 Teilen Holzkohle, 55 Teilen Salpeter, 5 Teilen Schwefel.
3.45 Teilen Holzkohle, 55 Teilen Salpeter.
4. 35 Teilen Holzkohle, 50 Teilen Salpeter, 10 Teilen Flussspat, 5 Teilen Schwefel.
5.35 Teilen Holzkohle, 55 Teilen Salpeter, 10 Teilen Flussspat.
Diese Beispiele können innerhalb weiter Grenzen im Sinne der Beschreibung je nach der gewünschten Brennzeit abgeändert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sicherheitszündsehnur, gekennzeichnet durch die Verwendung pulveriger oder korniger Zünd- massen von gegenüber dem bisher verwendeten Schwarzpulver durch sehlaekenbildende Zusätze zu Schwarzpulver oder Weglassung von Schwefel aus dem üblichen Sehwarzpulvergemisch oder Verwendung unkomprimierten Schwarzpulvers verringerter Explosionsfähigkeit.
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Security only.
The invention relates to safety ignition doors in which the charge is spun in the usual powdery state.
Up to now, such safety fuses have always been loaded with black powder. Because black powder explodes when ignited or, if ignited in an open narrow channel, burns down very quickly, namely in about 3-6 seconds per meter, but with safety ignition doors the powder core has to burn with a burning time of about 100 seconds per meter during manufacture The safety fuses charged with black powder, special measures are taken in order to make the highly explosive black powder charge capable of slow burning.These measures consist of a firm spinning of the powder core under strong tension and pressing by means of tightly wound jute threads.
Only by very tightly enclosing the powder soul is it possible to achieve
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This way of filling explosive black powder into the fuses, which has been maintained for 100 years, and of preventing this explosive charge from burning off explosively simply by enclosing it, requires a lot of practice in manufacture and also results in certain difficulties in operation. As a result of the great stress, jute threads often break, and the matrices through which the cord is forced through during spinning sometimes become so hot from friction that one can see the cause of explosions in them.
It has also been proposed to use threads made of a mixture of rubber and priming compound and threads made of nitrated cotton or those made of nitrided cotton instead of the usual powdery charge. However, these proposals are only aimed at eliminating individual disadvantages and were not satisfactory; among other things, they could not produce a sufficiently powerful exhaust flame and have therefore never found their way into practice.
According to the invention, it has now been recognized that the previous disadvantages are avoided by using powdery or granular ignition masses which have a lower explosiveness than the previously used black powder.
When using such priming masses, the load can consist of slowly burning incendiary material as soon as it is filled, and it is then no longer necessary to subsequently secure the load against explosion or too rapid fire by means of the type of spinning. To the same extent as the ignition material is already burning slowly before spinning, the need to apply measures to extend the burning time during spinning is reduced. You can also save on yarn, because you no longer have to spin more inert loads so tightly.
Powdery or granular ignition masses with a reduced explosiveness compared to the previously used black powder are known per se. Some are older than gunpowder itself, for example the old fuel powder, and so-called lazy sentences have been known in pyrotechnics since ancient times. According to the invention, however, it was recognized for the first time that "rotten" ignition or incendiary compounds can be used with particular advantage as a charge for safety ignition cords.
The reduction of the explosiveness compared to the previously used black powder can be done, for example, by adding slag-forming more or less indifferent substances to a black powder, or by completely or partially omitting the sulfur that has been used as a constituent of black powder, or by removing that from powder production omits the usual compression process for centuries.
In these various embodiments, the grouping of the active powder ingredients is always with the effect of slowing down the
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Response propagation changed. While the black powder used up to now aims and achieves the fastest possible reaction propagation (explosiveness) through the closest mechanical combination of the active components (such as homogenization, compression and the addition of mainly adhesive sulfur), the production of the black powder to be used according to the invention ( Ignition or incendiary masses) to a certain extent the opposite in front of it, namely reducing the contact of the active components, e.g.
B. by dilution by means of dietary fiber and / or by less adhesion and / or maintenance of the air or gas-filled capillary spaces in and between the component particles. The dietary fibers are hereinafter referred to as varnish-forming additives, in contrast to the
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Ballast.
The lacquer formation, d. H. the remaining residues, which obstruct the ignition channel behind the combustion point, is sometimes a desirable process when using such black powder, which are produced with very loose contact, because the pressure of the combustion gases has a better effect towards you, d. H. a more powerful pilot jet is achieved at the end of the cord.
The charge with a loose mixture of powdered, ordinary charcoal and powdered saltpetre with or without the addition of sulfur has proven to be best for the production of fuses according to the invention. Such a mixture contains grains of charcoal and granules of saltpeter as independent individual particles next to one another and shows a very low explosive capacity with a good, even rate of fire propagation inside the ignition cord. Depending on the desired properties of the safety inflammatory tendon, so-called slag-forming additives can be added to this mixture as ballast.
It has also been found that shortening or omitting the sulfur content has the desired side effect that the fuse has a weaker jet flame when it is ignited and that it is easier to avoid sparks from the side. This is important when using ignition doors in coal mines and when shooting with liquid air.
It has also been found that it is expedient to make ignition masses voluminous, i.e. H. of less shaking weight than before (black powder 1'3 shaking weight), to produce a larger cross-section of the load with the same load, or to use a lower weight for the same load cross-section, which leads to a harmful excess of energy released when the cord burns prevent.
The priming charge previously used in safety ignition doors was manufactured in such a way that two or three materials were ground together in the first work stage until the product itself appeared homogeneous under the microscope. It has now been found that the mixtures are adversely affected by the joint rubbing of several materials of different hardness, which has been the case up to now.
The charcoal, the most easily friable material, is made extremely fine, it becomes too spongy and velvety and the mixture falls too easily out of the fuse. It is advisable to pre-grind the components individually in order to keep the softer materials, such as charcoal, sufficiently coarse-grained.
In all safety ignition doors, the powder core is surrounded by a tube made of threads. The powder is either filled directly into this spun tube or it is wrapped in a paper tube and wrapped around it. It has been found that an unpredictable improvement can be achieved by using paper wrappings known per se together with low-explosive ignition compounds.
The improvement consists in the fact that the explosive detonating masses, which are usually softer, more voluminous or more dusty than the granular black powder used so far, cannot collect dust so easily when the paper insert is used at the same time and cannot penetrate the wrapping as far, i.e. H. cannot penetrate so deeply into the pores of the yarn tubes. It has also been found that, when an intermediate paper layer is used at the same time, ignition compounds can be used whose explosive properties are particularly weak.
In the previously common way of making fuse, the black powder was simply let trickle from the powder funnel into the fuse that was being created. It has been found that, when using powders of lower explosiveness in accordance with the invention to achieve uniform burning times, it is useful to keep the powder supply in motion during spinning and thereby to avoid possible segregation of inhomogeneous powders. If you keep the powder supply in the spinning machine constantly in motion by an agitator during spinning, you can also fill the powder components individually, i.e. unmixed, into the spinning machine.
The known powder test apparatus designed for measuring the ballistic or explosive effects are not suitable for testing ignition masses with regard to their behavior in security fuses.
In the drawing, a simple device is illustrated, which is intended to facilitate the selection of suitable ignition masses. The device can be used to determine the behavior of a wide
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Check powder when there is limited gas leakage, i.e. under conditions that are similar to burning inside the fuse. In a pipe section 1, which is open at one end and is 60 mm long and 16 mm inside diameter, an axially 8 mm wide pierced piston is inserted, u. betw. after the ignition mass to be examined is 30 mm. piled high on the floor.
The content is by means of a hole provided in the piston 2; ; The detonating cord loosely reaching the surface of the detonating compound was ignited. Under these circumstances, the black powder previously used to charge the detonating cord exploded with a violent bang and the butt was ejected like a projectile.
Such igniting masses, which explode with a bang in this sample, are not suitable for the use according to the invention. On the other hand, ignition materials are suitable which burn off or fizzle out during the sample without a bang. Ignition masses that need about 5 seconds to burn off are particularly good.
Embodiments:
A fuse is filled with:
1. 70 parts black powder, 15 parts charcoal, 15 parts saltpetre.
2.40 parts charcoal, 55 parts saltpetre, 5 parts sulfur.
3.45 parts charcoal, 55 parts saltpetre.
4. 35 parts charcoal, 50 parts saltpetre, 10 parts fluorspar, 5 parts sulfur.
5.35 parts charcoal, 55 parts saltpeter, 10 parts fluorspar.
These examples can be modified within wide limits in the sense of the description depending on the desired burning time.
PATENT CLAIMS:
1. Sicherheitsündsehnur, characterized by the use of powdery or granular ignition masses compared to the previously used black powder by sehlaeken-forming additives to black powder or omission of sulfur from the usual black powder mixture or use of uncompressed black powder reduced explosiveness.