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Zündschnur
Seit vielen Jahren werden Knallzündschnüre o hergestellt, dass ein mit einem Explosiv-
Sprengstoff, insbesondere Trinitrotoluol, ge- fülltes Bleirohr bis auf einen Durchmesser von 0, 5 cm ausgereckt wird, so dass eine Zündschnur mit einem Sprengstoffgchalt von etwa 0, 194 g pro cm erhalten wird.
Wegen des Gewichts und der Kosten des Bleirohres wurde inzwischen ein Knallzünder mit Stoffhülle entwickelt, der als Sprengkern Pentaoerythrittetranitrat (PETN) oder Cyclotrimethylentrinitramin (RDX) enthält.
Dieser Knallzünder, welcher im wesentlichen vollständig die Knallzünder mit Bleihülle ersetzt hat, wird mit Ladungen von etwa 0, 064 g bis 0, 34 g Sprengstoff pro cm Länge der Knallzündschnur hergestellt.
Knallzündschnüre werden weitgehend beim Sprengen zum Zünden der Sprengladungen verwendet. Die Knallzündschnüre besitzen die Eigenschaften einer gleichmässigen hohen Geschwindigkeit (etwa 6300 m/sec. für 0, 085 g PETN pro cm der Zündschnur), einer geringen Wahrscheinlichkeit bei Schlag oder Stoss, durch Fremdelektrizität, atmosphärische Elektrizität (oder Gewitter) ungewollt gezündet zu werden, einer ausgezeichneten Beständigkeit gegenüber Wasser und andern flüssigen Medien sowie der zur Verwendung unter ungünstigen Arbeitsbedingungen erforderlichen Rauheit und Festigkeit. Solche bekannte Knall- zündschnüre enthalten mehr als 0, 06 g hochexplosiven Sprengstoff pro cm der Länge ; so enthält beispielsweise die Zündschnur nach der deutschen Patentschrift Nr. 945 496 0, 1 g, jene nach der österr.
Patentschrift Nr. 39 586 0, 4 g und jene nach der schweiz. Patentschrift Nr. 184617 0, 15 g/cm Länge. Zündschnüre mit mehr als 0, 06 g Sprengstoff pro cm haben aber hohe Brisanz (Sprengkraft) und verursachen sehr starkes Geräusch. In vielen Fällen, wo die Zündleitungen über Stellen laufen, die keine Sprengkräfte aushalten oder an denen das Geräusch möglichst schwach gehalten werden muss, können solche Knallzündschnüre nicht verwendet werden oder es müssen teure und zeitraubende Ab- schirmungen geschaffen werden, indem z. B. die Zündschnüre in ihrer ganzen Länge in die Erde verlegt werden.
Auch bei andern bekannten Methoden zur Zündung einer Sprengladung von entfernten Stellen aus müssen weitgehend die Abschirmmethoden verwendet werden. Elektrische Zündeinrichtungen besitzen den Nachteil, dass sie lange Drähte erfordern, welche der Gefahr von Unterbrechungen, der Beschädigung der Isolierung oder Kurzschlüssen ausgesetzt sind, so dass sich Versager ergeben. Die elektrischen Zündeinrichtungen erfordern auch beträchtliche Sorgfalt zur einwandfreien Verlegung der Stromleitungen, wenn eine grössere Anzahl von Sprengladungen gleichzeitig oder innerhalb kurzer Abstände gezündet werden soll. Noch bedenklicher ist indessen die Neigung elektrischer Zündmittel, durch Fremdelektrizität vorzeitig gezündet zu werden.
Solche Quellen für Fremdelektrizität sind u. a. Blitz, atmosphärische Elektrizität, Kriechströme, Rundfunksender, galvanische Ströme und Stromversorgungsleitungen. Sicherheitszündschnüre sind wegen ihrer geringen (ungefähr 100-130 sec. pro m) und ungleichmässigen Brenngeschwindigkeit ungeeignet. Die Brenngeschwindigkeit von Sicherheits- zündschnür, en wird durch die Höhe, das Wetter, die Verdämmung, die Umhüllung und die Handhabung beeinflusst, so dass die Geschwindigkeit um lu ouzo nach oben und unten von der Standardbrenngeschwindigkeit abweichen kann.
Ausser den Anwendungen von Zündschnüren, bei welchen eine Abschirmung der Zündschnur wirksam, wenn auch kostspielig und zeitraubend ist, gibt es doch noch andere Methoden, bei welchen eine ausreichende Abschirmung nicht möglich ist. Eine solche Anwendung von Zündschnüren erfolgt beim Sprengen, wobei die am Boden befindliche Ladung in einem Bohrloch vor den übrigen
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wenn man den Sprengstoff in dem Teil des Bohrlochs zuerst zündet, in welchem er unter der grössten Belastung steht.
Die Brisanz von Knallzündschnüren ist jedoch so gross, dass bei Verwendung von Dynamit als Sprengstoff d'ie oberen Sprengstoffladungen beim Durchgang des Detonationsimpulses gezündet werden, während bei Verwendung der sehr unempfindlichen Ammoniumnitratsprengstoffe die Behälter zerstört und ihr Inhalt verstreut wird, so dass die löslidhen Salze mit der Feuchtigkeit des Bohrloches in Berührung kommen und die Gleichmässigkeit der La- dung beeinträchtigt wird. Für dieses Sprengverfahren wurden daher nur elektrische Zündmittel trotz der ihnen anhaftenden Nachteile verwendet.
In der oben erwähnten deutschen Patentschrift Nr. 945 496 ist eine Textilzündschnur zur Verwendung bei entzündlichen Gas- mischungen beschr1eben, bei welcher der Zünder einen Durchmesser zwischen ungefähr 0, 53 und 0, 63 cm haben kann, wobei der Sprengstoff eine Dichte von zirka 0,4 glom3 hat und die Textilhülle mit einer Schutzhülle einer flexiblen wasserdichten thermoplastischen Zusammensetzung umgeben ist, die zum grössten Anteil aus einem fein verteilten flammenlöschenden Mittel besteht.
Die brit. Patentschrift Nr. 742, 300 beschreibt dampfsichere Zündschnüre mit einem Kern aus einer Mischung von Pentao- ervthrit-Tetranitrat und einem die Flammenbildung verhindernden Mittel, z. B. Natriumbikarbonat ; der Kern hat einen Durchmesser von höchstens 2 mm. Jedoch ist die Ladungsbemessung nicht das einzige wichtige Merkmal von. Zündschnüren. Es wurde nun gefunden, dass Verbindungsschnüre mit sehr geringer Ladung von hochexplosivem Sprengstoff in einer'Metallhülle wohl im allgemeinen explosionsübertragend wirken, diese Wirkung jedoch nicht immer verlässlich erreicht wird und manchmal an verwickelten oder verknoteten Stellen unterbleibt. Während die Dichte des Sprengstoffes nach der brit.
Patentschrift Nr. 742, 300 0, 5-0, 7 gfcm3 beträgt, wurde festgestellt, dass vollkommen verlässliche Zündschnüre erzielt-werden, wenn die Dichte des Sprengstoffes mindestens 1, 2 g/crn beträgt.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündschnur mit einem Kern aus hochexplosivem . Sprengstoff, der in einer Metallhülse mit pro Längeneinheit geringer Ladungsbemessung
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weist.
Nur durch die erfindungsgemässe Kombi- nation der wesentlichen Merkmale, nämlich der Ladungsbemessung und der Dichte des
Sprengstoffes, können Zündschnüre herge- stellt werden, die nicht nur die Explosion mit gleichförmiger Geschwindigkeit vollkommen verlässlich übertragen, sogar wenn sie verwickelt oder verknotet sind, sondern auch im wesentlichen geräuschlos und ohne Brisanz funktionieren.
Die Tatsache, dass Sprengstoffkerne mit so kleinen Sprengstoffmengen wie 0, 0002 g/cm eine Detonation fortpflanzen, ist gänzlich unerwartet. Im Vergleich mit bisher verwendeten blei-oder textilumgebenen Knallzündschnüren bieten die erfindungsgemässen Zündschnüre den sehr wesentlichen Vorteil, dass sie auch dann verwendet werden können, wenn die Zündleitungen über Stellen verlaufen müssen, welche keine Sprengkräfte aushalten. oder wo das Geräusch auf ein Minimum gehalten werden muss, ohne dass hiefür die bisher übliche, vorstehend erwähnte Abschirmung erforderlich wäre. Die erfindungsgemässen Zündschnüre sind auch für die "Boden- zündung" sehr geeignet, für welche bisher lediglich elektrische Zündmittel mit all ihren Nachteilen verwendet werden konnten.
Die bei Verwendung der erfindungsgemässen Zündschnüre erzielten überraschenden Vorteile spiegeln sich in den-Ergebnissen wieder, welche mit den folgenden beispielsweisen Ausführungformen erzielt werden.
Die folgenden Beispiele beschreiben PETN, RDX, Nitromannit und Bleiazid enthaltende Zündschnüre. Andere hochexplosive Zusammensetzungen, z. B. TNT, HMX, Blei- styphnat und Tetryl können ebenfalls verwendet werden. Die Beispiele erläutern auch die Verwendung von Metallhülsen aus Blei und Aluminium, welche wegen ihrer leichten Zugänglichkeit und Verarbeitbarkeit verwendet wurden. Andere ductile Metalle, wie Zinn, Silber, Kupfer, Magnesium und deren ductile Legierungen usw. können ebenfalls verwendet werden. Die Metallhülse kann mit einer Gewebeversteifung, d. h. mit einer Stoffhülle oder mit einem überzug aus einem flexiblen und plastischen Stoff, z : B. einem synthetischen, wie Polyäthylen, Polyvinylchlorid u. dgl. oder einem natürlichen, z. B. Gummi. versehen werden.
Ein solcher Überzug festigt die Zündschnüre und erleichtert ihre Verwendung mit üblichen Sprenghilfsmitteln, z. B. Sprengverzögerungska. pseln, Verbindungseinrichtungen usw ; Draht oder andere metallische Verstärkungen können zur Erzielung einer Beständigkeit gegenüber Scherkräften, Abrieb und ganz allgemein einer ungeeigneten Handhabung verwendet werden.
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: Fig. lZündschnur, Fig. 2 eine Stirnansicht dieser Zündschnur und Fig. 3 eine Darstellung eines gefüllten Bohrlochs, an Hand dessen die erfindungsgemässe Bodenzündung erläutert wird.
In der Zeichnung zeigt in Fig. 1 und 2.
1 einen Sprengstoffkern, 2 eine den Kern 1 umgebende Metallhülse und 3 eine nicht metallische Hülle um die Hülse 2. In Fig. 3 bezeichnet 4 ein Bohrloch, 5 Sprengstoffladungen, 6 einen Initialzünder, 7 die Verdämmung und 8 eine Zündschnur.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert : Beispiel l : Ein 9 m langes Bleirohr mit einem Aussendurchmesser von 1, 03 cm und einem Innendurchmesser von 0, 24 cm wurde mit 78 g feinzerteiltem PETN gefüllt. Das gefüllte Rohr wurde durch eine Reihe von Ziehdüsen gereckt, wobei sein Aussendurchmesser auf 0, 23 cm reduziert wurde. Der Sprengstoffkern wies einen Durchmesser von etwa 0, 05 cm und 0, 004 g PETN pro cm der Zündschnur auf und die Dichte des Sprengstoffkerns war ungefähr 1, 4 g/cm3.
Eine aus einem bituminösen Überzug bestehende Verstärkung in Form spiralig aufgewickelter Fäden und ein Wachsaufstrich wurden auf einen Teil des Rohres aufgebracht, so dass eine Zündschnur mit einem Aussendurchmesser von 0, 5 cm erhalten wurde.
Diese Zündschnur konnte leicht mit einer üblichen Sprengkapsel an ihrem einen Ende gezündet werden und die Explosion pflanzte sich durch die Zündschnur mit einer gleichmässigen Geschwindigkeit von 5800 mlsec. fort. Eine übliche Sprengkapsel wurde am andern Ende der Zündschnur. die in üblicher Weise in die Kapsel eingeführt war, leicht gezündet. Die Zündschnur funktionierte somit in zufriedenstellender Weise als Träger eines Zündimpulses mit gleichförmiger hoher Geschwindigkeit.
Wenn die mittlere Zündschnur von drei aneinandergelegten Zündschnüren gezündet wurdie, wurde keine der beiden seitlichen Schnüre durch die Detonation der mittleren Zündschnur beschädigt oder gezündet. Wurde ein Stück der Zündschnur auf ein Aluminiumblech mit einer Dicke über 0, 13 cm gelegt, so wurde dieses nicht ausgezackt, und man beobachtete nur einen oberflächlichen Eindruck.
Bei einem Aluminiumblech mit einer Dicke zwischen 0, 04 cm und 0, 13 cm tritt nur eine Einbeulung, jedoch treten keine Brüche oder Risse auf. Wurde die Zündschnur auf ein nur 0, 18 cm dickes Aluminiumblech gelegt und mit Kitt bedeckt, so wurde nur eine oberflächliche Markierung und keine Einbeulung beobachtet. Die Zündschnur konnte auch zu Knoten geschlungen werden, ohne dass dadurch die Fortpflanzung der Detonation gestört und am Knoten gestoppt wurde.'" Diese" Kontinuität der Fortpflanzung ist überraschend, da es bekannt ist, dass bei Zündschnüren vom "cordeau- Typ" die Fortpflanzung nicht durch Knoten verläuft.
Die hohe Dichte (wenigstens 1, 2 glcml) des Sprengstoffkernes bewirkt die ununterbrochene Fortpflanzung. Wenn der Sprengstoffkern eine geringere Dichte hat, ist ein Ausbleiben der Fortpflanzung durch Knoten wahrscheinlicher, weil der Zusammenhang des Kernes bei der Handhabung der Schnur verloren geht.
Wenn Stücke der beschriebenen Zündschnur sowohl mit als auch ohne Stoffumhüllung in losem oder zusammengepresstem Russ eingebettet wurden, so wurde dieser durch die Detonation der Zündschnur nicht entzündet. Wenn ein Stück der Zündschnur mit einer Stoffumhüllung der Länge nach um eine Standarddynamitpatrone, (welche 40 Ofo Nitroglycerin enthält) gewickelt wurde, blieb die Zündung der Patrone aus, und wenn gleicherweise ein Stück nichtumhüllte Zündschnur in einem Gummirohr an die Seiten einer gleichen Dynamitpatrone geheftet wurde, erfolgte
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moniumnitratsprengstoff, so explodierte die- ser nicht.
Beispiel 2 : Eine durch Strangpressen er- 'halten Säule aus Bleiazidkörnern, welche
Nitrozellulose als Bindemittel enthielt (96
Gewichtsteile Azid auf 4 Gewichtsteile Nitro- zellulose) wurde in Aluminiumfolie einge- wickelt, wobei etwa 0, 001 g Bleiazid pro cm
Länge der Säule, erhalten wurde. Die Dichte des Sprengstoffkernes war ungefähr 3,0 glom3. Diese Säule pflanzte eine Detonation mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit von 1800 m pro Sekunde fort.
Beispiel 3 : Eine 0, 012 PETN pro cm enthaltende Zündschnur mit einem Bleirohr. dessen Aussendurchmesser 0, 25 cm und dessen Innendurchmesser 0, 09 cm betrug, pflanzte eine Detonation mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit von 5940 m pro Sekunde fort.
Die Dichte des PETN-Kernes war ungefähr 1, 4 gfcm3. Wem zwei Stücke dieser Zündschnur nebeneinander oder gekreuzt angeordnet wurden, wurde die Detonation nicht von einer auf die andere übertragen. Die Schnur konnte nicht gezündet werden, wenn etwa ein 9 kg-Gewicht aus einer Höhe von 165 cm auf die zwischen zwei parallelen Stahlplatten befindliche Zündschnur unter Zusammendrücken derselben herabfiel, noch erfolgte eine Zündung durch ein 4, 5 kg-Gewicht mit einem 0, 32 cm dicken, flachen Meisselbolzen, der aus einer Höhe von 162 cm auf die auf einer flachen Stahlplatte liegende Zündschnur fiel. Zwei Schichten aus 0, 046 cm dicker Pappe reichten aus, um die Beschädigung ei- ner üblichen K. artonsprenghü) se zu verhindern.
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Beispiel 4 : Ein Stück einer Zündschnur aus PETN in einer Bleihülse wurde mit ei- nem Aussendurchmesser der Hülse von
0, 348 cm, einem Kerndurchmesser von 0, 01 cm und einem PETN-Gehalt von etwa 0, 0002 g pro cm Länge hergestellt. Die Dichte des den
Kern bildenden Sprengstoffes war ungefähr
1, 4 g cm3. Diese Schnur pflanzte die Deto- nation mit einer Geschwindigkeit von 3100m pro Sekunde fort. Eine ähnliche Zündschnur, welche 0, 0004 g PBTN pro cm enthielt" pflanzte die Detonation mit einer Geschwindig- keit von 4200 m pro Sekunde fort.
Bei keiner der Zündschnüre wurde die Bleihülse durch die Detonation des Sprengstoffkerns zerstört. Beispiel 5 : Nach dem in Beispiel 1 be- schriebenen Verfahren wurde eine Zündschnur hergestellt, nur mit der Ausnahme, dass das
PETN durch RDX ersetzt wurde. Die Dichte des RDX-Kernes war ungefähr 1, 5 gfcm3. Eine
0, 011 g RDX pro cm Länge enthaltende Zünd- schnur pflanzte die Detonation mit einer Ge- schwindigkeit von 3400 m pro Sekunde fort.
Die erfindungsgemässen Zündschnüre eignen sich insbesondere zum Sprengen mit soge- nannter Bodenzündung. Wie aus Fig. 3 zu ent- nehmen ist, wird nach dieser Methode so gearbeitet, dass eine Initialzündung und eine bestimmte Länge der erfindungsgemässen Zündschnur in die erste Sprengladung eines Bohrloches eingebracht, auf diese erste Ladung weitere Ladungen aufgefüllt, das Bohrloch verdämmt und dann die Zündschnur gezündet wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zündschnur mit einem Kern aus hochexplosivem Sprengstoff, der in einer Metallhülse mit pro Längeneinheit geringer Ladungs- bemessung eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) pro cm Länge der Zündschnur 0, 0002-0, 02 g Sprengstoff und eine Dichte von wenigstens 1,2 g/cm3, vorzugsweise von wenigstens 1,4 glom3 aufweist.