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Sprengkörper mit Gegenlaufzündung Zum Sprengen von Stahlblech und
Stahlprofilen bedient man sich mit Vorteil einer Sprengladungsanordnung, die wegen
ihrer versetzten, gegeneinandergerichteten Hauptdruckwirkung als Scherladung bezeichnet
wird. Beim Sprengen von Rohren führt diese Methode allerdings nicht zum Erfolg,
weil eine Scherwirkung durch die Verformungsfähigkeit des Rohres infolge der Nachgiebigkeit
der Wandung zum Rohrinnern hin nicht eintreten kann. Obgleich nur bei Rohren aus
Flußstahl eine Verformungsfähigkeit gegeben ist, so ist bei Rohren aus spröden Werkstoffen,
etwa aus Grauguß, durch den relativ großen Abstand über denAußendurchmesser der
angesetzten Ladungen eine örtlich begrenzte scherende Wirkung auch nicht mehr zu
erwarten; es bleibt in diesem Fall gleich, ob die diametral einander gegenüberliegend
angebrachten Ladungen einen seitlichen Versatz aufweisen oder nicht. Bei spröden
Werkstoffen entsteht, entsprechende Ladungsgröße vorausgesetzt, ein örtlicher Rohreinbruch
unter der Auflage der Ladung, der infolge der hohen Kerbwirkung und der Kerbempfindlichkeit
dieser Stoffe zur nachträglichen völligen Trennung des Rohres in zwei Längsteile
immer ausreichend ist. Gute Ergebnisse beim Sprengen von Rohren, rohrähnlichen Hohlprofilen
mit geschlossener oder längsgeschlitzter Wand und anderen ähnlichen Hohlkörpern
aus Stahl werden durch eine eingesetzte Kammerladung erreicht, die der Rohrweite
oder dem Profil angepaßt ist und auf die das Prinzip der Gegenlaufzündung angewendet
wird. Dabei sei unter Gegenlaufzündung die gleichzeitige Einleitung der Detonation
an den Gegenpolen einer in der Form länglichen, etwa zylindrischen Ladung verstanden,
bei der sich die vom Zündpunkt aus auf Kugelschalen aufeinander zu bewegenden Detonationswellen
in einer mittleren Ebene treffen und in dieser Ebene die heftigste, weil flächig
konzentrierte und gelenkte Wirkung ausüben.
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Allein, es wird einer Sprengung mit der Gegenlaufzündung die Anwendung
unmöglich gemacht, wenn es sich um längere Strecken vom (immer erforderlichen) gemeinsamen
Zündpunkt zu den jeweiligen Einleitungsstellen etwa der Sprengschnur in die Kammerladung
handelt, denn es ist dann nicht mehr gewährleistet, daß sich die aufeinander zu
bewegenden Detonationsfronten auch innerhalb oder im günstigen Bereich der Kammerladung
treffen. Die Art der Verlegung der Sprengschnur übt einen gewissen Einfluß auf die
Dauer des zeitlichen 'Durchlaufes der Detonation aus. Zudem ist es erwünscht, daß
sich die Detonationsfronten nach ihrer vollen Entwicklung im Gebiet der Ladungsmitte
treffen. Ganz ausgeschlossen oder zumindest sehr -erschwert ist die Anwendung dieser
Art der Gegenlaufzündung bei Hohlkörpern. Rohren usw., die nur von einer Seite aus
zugänglich sind. Darüber hinaus setzt ein bestimmtes Verhältnis des Innendurchmessers
zur Wandstärke des Rohres der Anwendung der einfach und mit Sprengschnur gegenläufig
gezündeten Kammerladung bei starkwandigen Rohren eine frühe Grenze.
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Bekannt ist nun eine Sprengladung zum Trennen und Abschneiden von
Rohren, die eine Vereinigung der Wirkung von Hohlladungs- und Zündgegenlaufseffekt
aufweist. Aber der Hohlladungseffekt liegt dabei auf dem Wege des Detonationsdurchlaufs,
und zwar zwischen der Zündladung und der eigentlichen Sprengladung, durch Einbau
eines flachen Hohlkegels, womit eine Verstärkung des Detonationsdruckes in der Längsrichtung
bewirkt werden soll. Die Art der Zündung mittels Sprengschnur gewährleistet hier
aber keineswegs ein Zusammentreffen der sich aufeinander zu bewegenden Detonationsfronten
im Bereich der günstigsten Wirkung, also etwa der Ladungsmitte. Außerdem ist die
Anwendung der Sprengschnur zur beidseitigen Zündeinleitung etwa bei Bohrrohren,
die nur einseitig zugänglich sind, aus den Gründen nicht möglich, die eingangs bereits
beschrieben wurden. Die bekannte Sprengladung ist daher mit einigen Mängeln behaftet,
die ihren Anwendungsbereich erheblich einschränken. Zu erwähnen ist ferner, daß
es sich bei der Sprengladung um eine Massivladung handelt, die einen verhältnismäßig
hohen Einsatz von Sprengstoff zur Folge hat.
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Den erkannten Mängeln soll die Sprengladung der folgenden Beschreibung
Abhilfe schaffen.
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Abb. 1 zeigt eine Sprengladung mit Gegenlaufeffekt, eingesetzt in
ein zylindrisches Rohr im Schnitt; Abb.2 zeigt die gleiche Sprengladung mit einer
Ringnut, die einen überlagernden Hohlladungseffekt in der Ebene x-x auslöst; Abb.
3 ist die Darstellung der mittigen Zündladung mit Schutzröhrchen.
Die
Sprengladung hat, wie die Abb. 1 und 2 erkennen lassen, die Form eines doppelkegeligen
Rotationskörpers um die Achse y-t- und einen der äußeren Gestalt entsprechenden
dopp,#,'::vgeligen hohlen Innenraum 3, in dessen geometribcher Mitte sich eine kleine
Zündladung 6 mit elektrischer Sprengkapselzündung befindet. Die Größe. d. h. der
Energieinhalt dieser mittigen Zündladung 6 ist so bemessen, daß sie nicht in der
Lage ist, die Detonation auf die Wandung 4 des mittleren bauchigen Hohlraumes mit
dem Abstand 1/2 bzw. auf die Innenwand des Kegels 5 zu übertragen. Genau mittige
Lage der Zündladung 6 und gegebenenfalls eine den Detonationsstoß dämpfende Innenauskleidung
10 sichern, daß die Sprengladung an der Innenwand 4 nicht anspricht und auch keine
Zerstörung erfährt. Im oberen und unteren Ende, dem Kopf 2 und Bodenteil der Sprengladung
1, diametral einander gegenüberliegend. und -zwar in gleichen Abständen e von der
mittigen Zündladung 6, befinden sich zwei weitere Zündladungen 8, deren offene,
sekundären Sprengkapseln 9 der mittigen Zündladung 6 radial zugewendet sind und
die auf der Achse _y-3, liegen. Die beiden Zündladungen 8 sind im Kopf 2 und im
gleichgestalteten Bodenteil eingebettet, und ihr Ansprechen überträgt die Detonation
unmittelbar auf die Masse des die Ladung bildenden Sprengstoffes. An der einen dieser
beiden Zündladungen vorbei führt die Zündleitung 7 des elektrischen Sprengkapselzünders
6 von außen nach innen.
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Die elektrische Zündung der inittigen Zündladung 6 bewirkt die sofortige
gemeinsame Zündung der beiden Zündladungen 8 im Kopf und Bodenteil der Ladung, deren
Sprengkapseln 9 im Übertragungsbereich des Detonationsstoßes der ersteren liegen.
Die Detonationsfronten bewegen sich nun auf Kugelschalen vom Zündpunkt aus aufeinander
zu, bis sie sich in der Ebene des Radialschnittes tf-y treffen. Durch eine geeignete
Ausbildung der im Wesen kegeligen Außenform kann eine Progression der Detonationsenergie
vom Beginn der Zündung bis zum Zusammenprall der Detonationsfronten erzielt werden.
Beide Fronten prallen dann nach Durchlauf der Strecke w im Zustand ihrer größten
Ausdehnung und damit größten Gewalt in einer genau bekannten Ebene aufeinander,
und zwar so, daß sich die Detonationsfronten zunächst auf einer Ringfläche in der
Achsnähe treffen und diese Trefffläche dann scheibenförmig nach außen geschoben
wird. Der sich in der Ebene x-x entgegenstellende Widerstand, die außerhalb liegende
Rohrwandung, wird durchschlagen. Die zerschmetternde Wirkung findet auf zusammengefaßtem
flächigem Raum ihre höchste Konzentration.
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Eine weitere Steigerung der Wirkung durch die einander entgegenlaufenden
Detonationsfronten wird durch die Überlagerung des Gegenlaufeffektes mit dem Hohlladungseffekt
erzielt. Beim Hohlladungseffekt liegt eine genau gerichtete strahlenförmig zusammengefaßte
Energiekonzentration vor. Im vorliegenden Fall ist die Wirkung dieses Effektes allerdings
linear auf eine Ringfläche gestreckt, am Umfang also gewissermaßen in die Ebene
gelegt und der Detonationsdruck auf die Ebene x-x nach außen gerichtet zusammengefaßt.
Wie die Abb. 2 zeigt, befindet sich im Gebiet der größten Dicke der Sprengladung
eine Ringnut 11, von der aus dieser Hohlladungeffekt auf die Wandung des Sprengobjektes
einwirkt. Dabei ist eine Ausbildung der Ringnut mit kreisförmigem, wie dargestellt,
mit ovalem oder dreieckigem Querschnitt möglieh. Auf diese Weise lassen sich selbst
starkwandige Rohre aus Werkstoffen hoher Zähigkeit und großen Verformungsvermögens
rein örtlich scharf trennen, was mit einer üblichen Innenladung, etwa einer Brunnenpatrone,
nur zumAufbauchen führen würde. Durch die Schwächung der Wand zwischen dem Grund
der Ringnut 11 und dem ausgewölbten Inneren 4 der Ladung nach Abb. 2 ist die Ladung
bei Einleitung der Zündung gegen einen Bruch an dieser Stelle besonders gefährdet.
Ein Schutz ist dadurch vorgesehen, daß die mittige Zündladung, wie die Abb. 3 zeigt,
in einem beidseitig offenen, in der Achse v-v liegenden Stahlröhrchen 12 untergebracht
ist, das den Detonationsdruck in Richtung der beiden Zündladungen freigibt, ihn
aber von der seitlichen Innenwand weitgehend abhält.
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Sprengladungen der beschriebenen Art sind besonders geeignet zum Absprengen
festgewordener Rohre bei Tieflochbohrungen, wo unmittelbar nach der Sprengung das
Ziehen des oberen Rohrteiles erfolgen muß. Eine tulpenförmige Aufweitung des Rohres
an der Sprengstelle, die das Ziehen verhindert, tritt hierbei nicht auf.