<Desc/Clms Page number 1>
Sprengkapsel mit Verzögerungswirkung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spreng- kapsel mit Verzögerungswirkung, d. h. auf Ein- richtungen, welche im Wesen aus einer Zünd- ladung (Zündsatz) und einer Sprengladung bestehen, zuzüglich eines Mittels, um die letztere Ladung von der ersteren aus zünden zu können, u. zw. mit einer regelbaren Verzögerung, insbesondere derart, dass beim gleichzeitigen Auslösen mehrerer entsprechend ausgewählter Zünder die Explosionen in bestimmten Zeitabständen erfolgen, wie dies bei den Sprengungen in Bergwerken, Steinbrüchen usw. erforderlich ist.
Die Erfindung zielt darauf ab, Vorrichtungen der genannten Art den Erfordernissen der Praxis besser anzupassen, insbesondere was die genaue Einstellung der Verzögerungsdauer betrifft. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Verzögerungsdauer durch die Zeit bestimmt wird, welche die Wärme braucht, um von der Zündladung bis zur Sprengladung zu gelangen, u. zw. durch ein inertes Mittel, das zwischen die beiden Ladungen eingeschaltet wird.
Demgemäss bildet den Gegenstand der Erfindung eine Sprengkapsel mit Verzögerungswirkung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen dem Zündsatz und der Sprengladung ein Stück aus wärmeleitendem, nicht brennbarem Material eingeschaltet ist, dessen eines Ende im innigen Berührungsschluss mit der Zündladung steht, während dessen anderes Ende in einem Abstand von der Sprengladung sich befindet und ein Zündelement trägt, das ausser Berührungsschluss mit der Sprengladung steht.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Sprengkapsel mit Verzögerung schematisch im Schnitt.
Gemäss der Erfindung und insbesondere im Sinne der bevorzugten Ausführungsformen ist folgendes vorzusehen, um die gewünschte Verzögerungssprengkapsel für Sprengungen in Bergwerken, Steinbrüchen usw. zu verwirklichen :
Es sei zunächst daran erinnert, dass bei den bisherigen Vorrichtungen dieser Art die Verbindung zwischen der Zündladung (Zündsatz) 1 und der Sprengladung 11 durch eine Lunte oder einen ähnlichen Körper oder eine Vorrichtung hergestellt wird, dessen (deren) durch die Zündladung eingeleitete Verbrennung sich durch längere oder kürzere Zeit hinzieht, so dass die Zündung der Sprengladung mit grösserer oder geringerer Verzögerung erfolgt.
Demzufolge entspricht die Zündverzögerung bei den bisherigen Vorrichtungen der Verbrennungszeit eines bestimmen Zwischengliedes, doch hat die Erfahrung gezeigt, dass man die Verbrennungszeit nicht mit jener Genauigkeit bestimmen kann, wie sie den Anforderungen der Praxis entspricht. Man trachtet mehr und mehr Sprengkapselserien herzustellen, deren Verzögerungszeiten sich nur um Bruchteile von Sekunden unterscheiden, was aber mit Hilfe der oberwähnten Lunten unerreichbar ist.
Um nun den höchsten Grad von Genauigkeit bezüglich der Zündverzögerung zu erreichen, geht man erfindungsgemäss derart vor, dass man die Verbindung zwischen dem Zündsatz und der Ladung zwecks Entzündung der letzteren nicht allein durch die Verbrennung eines Zwischengliedes schafft, sondern zu dieser Verbindung die Wärmeleitung durch wenigstens ein geeignetes Mittel benützt.
Der Zündungsverzug entspricht dann der Zeit, welche die Wärme braucht, um das vorgesehene Mittel zu durchdringen.
Vorzugsweise werden die Bedingungen derart eingestellt, dass die bei Verbrennung des Zündsatzes erzielte Temperatur einen praktisch konstanten Wert t1 erreicht, so dass die Verzögerung R so genau als möglich der Formel
EMI1.1
entspricht, in welcher t2 die Temperatur der umgebenden Luft ist, während K einen Koeffizienten bedeutet, welcher vom Material, der Form und den Abmessungen (Querschnitt, Länge usw. ) des zwischengeschalteten Mittels abhängig ist, durch welches die Wärme geleitet wird.
Um die Erfindung zu verwirklichen, kann man in verschiedener Weise vorgehen, z. B. in einer der nachstehend angegebenen Arten :
Was vor allem die Sprengkapsel als Ganzes unabhängig von den Mitteln zur Verbindung der beiden Ladungen anbelangt, so kann diese in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein, z. B. indem der Zündsatz (Zündladung) 1 am Boden eines aus Messing od. dgl. bestehenden Rohres 2
<Desc/Clms Page number 2>
angeordnet ist, wobei elektrische Leitungsdrähte das Bodenstück 3 durchsetzen, welche für die
Zündung des Zündsatzes bestimmt sind. Die
Sprengladung 11 befindet sich am anderen Ende des Rohres. Zwischen den beiden Ladungen ist ein
Zwischenraum zur Aufnahme der obenerwähnten
Mittel vorgesehen.
Die beiden Ladungen werden in bekannter Weise hergestellt, u. zw. die erste 1 durch eine Zündmischung, welche in ganz kurzer
Zeit eine sehr grosse Wärmemenge liefert, jedoch vorzugsweise (doch ist diese Bedingung nicht unerlässlich) nur eine sehr geringe Menge Gas bildet, während die Sprengladung 11 aus einem der bekannten Sprengmittel besteht.
Was nun die Verbindung der beiden Ladungen betrifft, so kann dieselbe z. B. aus einem Stab 4 bestehen, welcher zur Leitung der Wärme bestimmt ist und daher im Prinzip aus einem wärmeleitenden Metall (Kupfer, Messing, Stahl usw.) besteht. Je nach dem gewünschten Wert der Verzögerung R kann man aber auch andere Stoffe von grösserer oder geringerer Wärmeleitfähigkeit, z. B. natürliches Steinmaterial, Kunststeinmassen, gegebenenfalls mit Zuschlagstoffen hoher Wärmeleitfähigkeit, z. B. Metallpulver, versetzt, verwenden. Auf der Zündseite sind ferner Mittel vorgesehen, um die erzeugte Wärmemenge dem Stabe zuzuführen ; ein solches Mittel besteht z.
B. aus einer Art Kapsel 5, welche mit dem Stab 4 aus einem Stück bestehen kann oder aber gesondert ausgebildet und, gegebenenfalls lösbar, mit diesem verbunden sein kann und die den Zündsatz 1 aufnehmen kann. Die Dimension dieser Kapsel, welche z. B. auf dem Bodenstück 3 befestigt ist, kann derart berechnet werden, dass sie den Beanspruchungen Widerstand zu leisten vermag, die etwa bei der Zündung (und insbesondere bei der Gasbildung) entstehen, um jeden Austritt von heissen Gasen oder Flammenstrahlen aus der Vorrichtung vor der Explosion der Sprengladung zu vermeiden, u. zw. im Sinne der Sicherheitsvorschriften, die für die Kohlenbergwerke usw. massgebend sind.
Wünscht man, dass die Temperatur t1 ziemlich konstant bleibt, so kann man im Augenblick der Verbrennung des Pulvers ein physikalisches Phänomen nutzbar machen, welches die Temperatur konstant erhält und z. B. auf der latenten Schmelzwärme eines geeigneten Stoffes beruht.
So kann man dem die Zündladung bildenden thermischen Pulver einen Stoff, wie Zinn od. dgl. in Form von Pulver oder auch in anderer Form zusetzen, welcher einen bestimmten Schmelzpunkt aufweist. Dieser Stoff kann in der ganzen Masse des Zündsatzes verteilt oder aber an bestimmten Punkten konzentriert sein, wie z. B. am Boden der Kapsel 5, wie durch 6 bezeichnet. In dem letzteren Falle durchdringen sich zweckmässig die Schicht 6 und die Ladung 1 gegenseitig in Form von Zähnen 7, um eine innige Berührung zu gewährleisten. Die Temperatur erreicht dann im Augenblick der Verbrennung den Schmelzpunkt der Schichte 6 und trachtet sich auf dieser Höhe zu erhalten.
Neben der Sprengladung 11 sind Mittel vorgesehen, die unter dem Einfluss der durch den Stab 4 (oder einem anderen Bauteil) übermittelten Wärme die Zündung und Explosion der Sprengladung gewährleisten. Z. B. verwendet man hiezu eine Sprengpille 8, die entweder am Ende des Stabes 4 oder am unteren Ende der Sprengladungll angebracht ist. Letztere stützt sich auf die Querwand 9, in der eine Öffnung 10 vorgesehen ist, wobei natürlich auch andere Bauarten möglich sind. Weiters kann man auch eine Wärmeisolation rund um den Stab 4 anbringen, wiewohl die diesen Stab umgebende Luftschicht schon eine wärmeisolierende Wirkung ausübt. An Stelle von Luft kann auch eine andere gasförmige Atmosphäre, z. B. Stickstoff, vorgesehen sein.
Gleichgiltig wie im einzelnen die Verzögerungssprengkapsel gemäss der Erfindung eingerichtet sein mag, so stellt sie eine Einrichtung dar, deren Wirkung derart ist, dass, wenn man durch den mittels der Drähte eingeführten elektrischen Strom oder ein sonstiges Mittel, den Zündsatz entflammt, man Wärme entwickelt, die durch den Stab 4 fortgeführt wird, u. zw. mit einer Verzögerung, welche eine Funktion der Beschaffenheit dieses Stabes ist. Sobald die Sprengpille eine entsprechende Temperatur erreicht hat, explodiert diese und führt die Explosion der Sprengladung 11 herbei.
Man ersieht aus obigem, dass die Wärmeleitung durch den Stab oder ein gleichartiges Element äusserst genau berechnet werden kann, u. zw. als Funktion verschiedener Faktoren, die sich einwandfrei bestimmen und beeinflussen lassen, u. zw. : der Natur des Metalles oder des sonstigen, den Stab bildenden Baustoffes, des Querschnittes des Stabes, deren Form und deren Länge. Von diesen Faktoren hängt der obenerwähnte Koeffi- zient K ab. Man kann aber auch die Anfangstemperatur t1 durch Änderung der Qualität und der Zusammensetzung der Zündladung (Zündsatzes) 1 ändern.
Im Rahmen der Erfindung lässt sich mit Leichtigkeit eine Serie von Sprengkapseln herstellen, deren Zündungsverzögerungen nur wenig voneinander abweichen, wie dies die Praxis verlangt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sprengkapsel mit Verzögerungswirkung, die eine Zündladung und eine im Abstand von dieser befindliche Sprengladung enthält, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Stück aus wärmeleitendem, nicht brennbarem Material zwischen den zwei besagten Ladungen sich erstreckt, dessen eines Ende im innigen Berührungsschluss mit der Zündladung steht, während dessen anderes Ende in einem Abstand von der Sprengladung sich befindet und ein Zündelement trägt, das ausser Berührungsschluss mit der Sprengladung steht.